CN109161985A - 一种高强度耐咬高性能渔网线 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高强度耐咬高性能渔网线，由包括以下按照重量份数计的组分制得：超高分子量聚乙烯200~150份、低分子量聚乙烯15~28份、纳米Al2O310~15份、碳纤维0.5~1份、硼纤维0.5~1份、硼酸铝晶须1~2份。经熔融共混、挤出成型制得，包括以下步骤：(1)称量各种原材料，辐照交联超高分子量聚乙烯制备，(2)交联超高分子量聚乙烯/低分子量聚乙烯共混物制备(3)动态振动剪切挤出成型。本发明利用辐照交联技术和填充改性，显著改善了超高分子量聚乙烯的耐磨损性能，进而提高渔网线的横向耐咬合破坏能力，特别针对于力学性能要求更高的高强度耐咬高性能渔网线，用于制备可安全捕捞肉食性鱼类、凶猛牙齿锋利鱼类的渔网。

Description

一种高强度耐咬高性能渔网线
技术领域
本发明属于渔具技术领域，具体涉及一种高强度耐咬高性能渔网线。
背景技术
渔网线是渔业生产的重要网材料，不管是在海水或淡水捕捞的各种渔具、养殖网箱、网笼，还是湖泊、水库中的围栏网都需要使用渔网线，随着我国渔业的发展，多种高性能也逐渐推广使用，渔网线强度高、重量轻、性价比高的特点使渔网线在渔业生产领域取得了良好的使用效果。但普通的渔网线并不耐凶猛鱼类，如梭鱼、金昌鱼、鲈鱼牙齿的啮合，易造成渔网破损，鱼类逃脱，进而严重影响捕获此种牙齿锋利体态凶猛但经济、食用价值高鱼类的生产效率。渔网不报废的前提下，也要经常修补、维护。而且，普通渔网也不耐水生两栖动物的撕咬，如水獭、水老鼠等，破碎的渔网不仅危害水质环境，也威胁水生动物的生命健康，也因此造成了较为严重的捕捞鱼类丢失蒙受的经济损失。此外，现今水库养鱼成活率和回捕率比较低，凶猛鱼类的吞食危害是重要原因之一，严重影响水库、渔区的渔业经济化生产。坚韧耐咬的高性能渔网是驱逐捕获水库、渔区凶猛鱼类的前提，也是提高其经济效益办法的源头。
近年来，物种入侵的问题越来越严重，入侵鱼类物种繁殖力强，数量大，给水生生态造成了极大的破坏，如红腹锯鲑脂鲤（红腹食人鱼）、巴西龟，单就食人鱼的上下腭的咬合力大，可以咬穿牛皮、木板，（参见刘伟，肖文峰，中国阻击食人鱼，生态经济，2003年2期），但类似的入侵鱼类物种，牙齿锋利，难以捕捉，普通的渔网线满足不了捕捞要求，且捕捞后也会因为渔网线被咬断，而极易逃脱。工欲善其事，必先利其器。作为本领域技术人员，筮待开发一种高强度耐咬高性能渔网线，以满足以上严苛复杂的应用条件。
发明内容
本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种高强度耐咬高性能渔网线。
本发明通过以下技术方案实现：
一种高强度耐咬高性能渔网线,由包括以下按照重量份数计的组分制得：超高分子量聚乙烯200~150份、低分子量聚乙烯15~28份、纳米Al2O310~15份、碳纤维0.5~1份、硼纤维0.5~1份、硼酸铝晶须1~2份。
一种高强度耐咬高性能渔网线，其制备方法包括以下步骤：(1)称取各原料，辐照交联超高分子量聚乙烯制备：将超高分子量聚乙烯粉料进行电子束辐照处理；(2)将辐照后的超高分子量聚乙烯粉料抽真空并在-10℃下低温储存,以防止其遇空气氧化，备用；(3)将(2)所得交联超高分子量聚乙烯粉料与低分子量聚乙烯均匀混合后加入Al2O3、碳纤维、硼纤维、硼酸铝晶须,利用双螺杆挤岀机熔融共混挤出，经过纺丝、牵伸、编捻,即得；
进一步的,所述超高分子量聚乙烯的重均分子量为240~300万。
进一步的,所述步骤(2)中挤出机双螺杆挤出机加料口到口模各段温度为165~185℃、165~185℃、165~185℃、170~190℃、170~190℃、180~215℃、190~220℃、200~225℃、200~235℃、210~230℃；主机转速设定为150~160转/分,加料速度为3~5转/分。
进一步的,所述电子束辐射的辐照剂量为50~200kGy。
本发明的有益效果：
以交联超高分子量聚乙烯和低分子量聚乙烯为原料经熔融共混、振动剪切挤出成型制得目标物,目的是同时改善超高分子量聚乙烯基材料的耐磨损性和力学性能。通过添加极少量的低分子量聚乙烯，大幅度降低了交联超高分子量聚乙烯，确保其熔融加工性。在挤出成型的保压阶段，引入剪切流动场，诱导产生了大量自增强取向片晶结构，显著提高了材料的机械性能，有效消除了超高分子量聚乙烯中由辐照导致的残留自由基，改善了材料的氧化稳定性。
在常规纤维聚合物中掺入纳米Al2O3颗粒 ,由于纳米Al2O3粒子表面有大量缺陷,所以不仅具有蓄能作用 ,而且与大分子链之间有较强的范德华力作用。此外, 纳米粒子填充进入聚合物的缺陷内部后 ,使体系的应力集中状态发生了改变,会产生增韧增强的效果。渔网线被鱼咬时，渔网线越容易滑移，则滑移量越大，渔网线整体结构越松散，储存的能量就越小，抵抗外力破坏的能力越弱，从而渔网线的耐咬性能较弱。当使使渔网线间摩擦作用增强，减少在咬合过程中渔网线线的滑移量，从而把更多的剪切功转变成渔网线的应变能，使渔网线的耐咬合性能得到相应提高，保护渔网线不易被鱼类咬破。
在高强度耐咬高性能渔网线的加工过程中,加入碳纤维、硼纤维、硼酸铝晶须,来改善渔网线的性能,从而使得渔网线具有高强度，耐咬合的特性。在填充改性过程中,填充物的颗粒大小影响填充效果,使用纳米级粒子可以使得填充改性效果更好。纳米粒子的比表面积更大,表层原子数量多,并处于高度活化状态,将其填充与聚合物中,可以更好的分散在聚合物中,有效阻止渔网线的塑性变形,提高渔网线的强度。
本发明相比现有技术具有以下优点：
(1)本发明所述制备高强度耐咬高性能渔网线的制备效率高,工艺简单,避免了熔融后处理。这是因为在加工之前进行辐照,加工中的熔融就能有效消除辐照产生的残留自由基,所以保留了超高分子量聚乙烯的氧化稳定性；(2)本发明选用一种粘度极低的低分子量聚乙烯与交联超高分子量聚乙烯共混,少量的 低分子量聚乙烯即可保证交联超高分子量聚乙烯具有较好的熔体加工性,满足常规挤出和挤出成型的要求；(3)交联点的存在限制了超高分子量聚乙烯长链分子向低分子量聚乙烯中的扩散,有效降低了交联超高分子量聚乙烯/低分子量聚乙烯体系粘度,在保证挤出成型成功进行的前提下,尽量的降低成本；(4)本发明利用振动剪切挤出成型,与普通挤出成型相比,其在保压阶段提供了可控的强剪切流动场。一方面,强剪切力显著促进分子链运动,能有效消除熔融缺陷及其可能导致地应力集中。另一方面,剪切场可诱导产生大量取向片品自增强结构。相比于压制成型纯超高分子量聚乙烯,具有自增强结构的超高分子量聚乙烯基材料的机械性能显著提高。当扭转变形增大,渔网线中的剪切应力增大,易造成结晶区破碎和非结晶区中大分子链的断裂,当剪应力达到纤维剪切强度时,便发生破坏。高强度耐咬高性能渔网线克服了扭转变形的增大，进而保护渔网不被破坏，适用于极端环境和条件。
具体实施方式
下面用具体实施例说明本发明，但并不是对本发明的限制。
实施例1
一种高强度耐咬高性能渔网线,由包括以下按照重量份数计的组分制得：超高分子量聚乙烯200份、低分子量聚乙烯28份、纳米Al2O310份、碳纤维0.5份、硼纤维1份、硼酸铝晶须1份。
一种高强度耐咬高性能渔网线，其制备方法包括以下步骤：(1)称取各原料，辐照交联超高分子量聚乙烯制备：将超高分子量聚乙烯粉料进行电子束辐照处理；(2)将辐照后的超高分子量聚乙烯粉料抽真空并在-10℃下低温储存,以防止其遇空气氧化，备用；(3)将(2)所得交联超高分子量聚乙烯粉料与低分子量聚乙烯均匀混合后加入Al2O3、碳纤维、硼纤维、硼酸铝晶须,利用双螺杆挤岀机熔融共混挤出，经过纺丝、牵伸、编捻,即得；
进一步的,所述超高分子量聚乙烯的重均分子量为240~300万。
进一步的,所述步骤(2)中挤出机双螺杆挤出机加料口到口模各段温度为165~185℃、165~185℃、165~185℃、170~190℃、170~190℃、180~215℃、190~220℃、200~225℃、200~235℃、210~230℃；主机转速设定为150~160转/分,加料速度为3~5转/分。
进一步的,所述电子束辐射的辐照剂量为100kGy。
实施例2
一种高强度耐咬高性能渔网线,由包括以下按照重量份数计的组分制得：超高分子量聚乙烯200份、低分子量聚乙烯24份、纳米Al2O315份、碳纤维1份、硼纤维1份、硼酸铝晶须2份。
一种高强度耐咬高性能渔网线，其制备方法包括以下步骤：(1)称取各原料，辐照交联超高分子量聚乙烯制备：将超高分子量聚乙烯粉料进行电子束辐照处理；(2)将辐照后的超高分子量聚乙烯粉料抽真空并在-10℃下低温储存,以防止其遇空气氧化，备用；(3)将(2)所得交联超高分子量聚乙烯粉料与低分子量聚乙烯均匀混合后加入Al2O3、碳纤维、硼纤维、硼酸铝晶须,利用双螺杆挤岀机熔融共混挤出，经过纺丝、牵伸、编捻,即得；
进一步的,所述超高分子量聚乙烯的重均分子量为240~300万。
进一步的,所述步骤(2)中挤出机双螺杆挤出机加料口到口模各段温度为165~185℃、165~185℃、165~185℃、170~190℃、170~190℃、180~215℃、190~220℃、200~225℃、200~235℃、210~230℃；主机转速设定为150~160转/分,加料速度为3~5转/分。
进一步的,所述电子束辐射的辐照剂量为100kGy。
对比例1
本对比例与实施例2相比，在原料称取步骤中，省去低密度聚乙烯成分，除此外的方法步骤均相同。
对比例2
本对比例与实施例2相比，在原料称取步骤中，省去纳米Al2O3成分，除此外的方法步骤均相同。
对比例3
本对比例与实施例2相比，在原料称取步骤中，省去碳纤维成分，除此外的方法步骤均相同。
对比例4
本对比例与实施例2相比，在原料称取步骤中，省去硼纤维成分，除此外的方法步骤均相同。
对比例5
本对比例与实施例2相比，在原料称取步骤中，省去硼酸铝晶须成分，除此外的方法步骤均相同。
表1各实施例和对比例的性能测试结果
注：参考国家标准GB24541-2009或欧标EN388评价渔网线耐咬等级。

Claims (5)

1.一种高强度耐咬高性能渔网线,其特征在于，由包括以下按照重量份数计的组分制得：超高分子量聚乙烯200~150份、低分子量聚乙烯15~28份、纳米Al2O310~15份、碳纤维0.5~1份、硼纤维0.5~1份、硼酸铝晶须1~2份。
2.根据权利要求1所述的一种高强度耐咬高性能渔网线，其特征在于，其制备方法包括以下步骤：(1)称取各原料，辐照交联超高分子量聚乙烯制备：将超高分子量聚乙烯粉料进行电子束辐照处理；(2)将辐照后的超高分子量聚乙烯粉料抽真空并在-10℃下低温储存,以防止其遇空气氧化，备用；(3)将(2)所得交联超高分子量聚乙烯粉料与低分子量聚乙烯均匀混合后加入Al2O3、碳纤维、硼纤维、硼酸铝晶须,利用双螺杆挤岀机熔融共混挤出，经过纺丝、牵伸、编捻,即得。
3.根据权利要求1所述的一种高强度耐咬高性能渔网线,其特征在于,所述超高分子量聚乙烯的重均分子量为240~300万。
4.根据权利要求1所述的一种高强度耐咬高性能渔网线,其特征在于,所述步骤(2)中挤出机双螺杆挤出机加料口到口模各段温度为165~185℃、165~185℃、165~185℃、170~190℃、170~190℃、180~215℃、190~220℃、200~225℃、200~235℃、210~230℃；主机转速设定为150~160转/分,加料速度为3~5转/分。
5.根据权利要求1所述的一种高强度耐咬高性能渔网线,其特征在于,所述电子束辐射的辐照剂量为50~200kGy。
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