CN112144138A - 提高超高分子量聚乙烯有色纤维性能的方法及纤维 - Google Patents
提高超高分子量聚乙烯有色纤维性能的方法及纤维 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112144138A CN112144138A CN201910560437.3A CN201910560437A CN112144138A CN 112144138 A CN112144138 A CN 112144138A CN 201910560437 A CN201910560437 A CN 201910560437A CN 112144138 A CN112144138 A CN 112144138A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- molecular weight
- weight polyethylene
- ultra
- high molecular
- fiber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229920000785 ultra high molecular weight polyethylene Polymers 0.000 title claims abstract description 85
- 239000004699 Ultra-high molecular weight polyethylene Substances 0.000 title claims abstract description 84
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims abstract description 81
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 38
- NNBZCPXTIHJBJL-UHFFFAOYSA-N decalin Chemical compound C1CCCC2CCCCC21 NNBZCPXTIHJBJL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 52
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 25
- PXXNTAGJWPJAGM-UHFFFAOYSA-N vertaline Natural products C1C2C=3C=C(OC)C(OC)=CC=3OC(C=C3)=CC=C3CCC(=O)OC1CC1N2CCCC1 PXXNTAGJWPJAGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 239000000049 pigment Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims abstract description 10
- 238000000578 dry spinning Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000009987 spinning Methods 0.000 claims abstract description 8
- NNBZCPXTIHJBJL-AOOOYVTPSA-N cis-decalin Chemical compound C1CCC[C@H]2CCCC[C@H]21 NNBZCPXTIHJBJL-AOOOYVTPSA-N 0.000 claims abstract description 7
- NNBZCPXTIHJBJL-MGCOHNPYSA-N trans-decalin Chemical compound C1CCC[C@@H]2CCCC[C@H]21 NNBZCPXTIHJBJL-MGCOHNPYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims abstract description 4
- DYLIWHYUXAJDOJ-OWOJBTEDSA-N (e)-4-(6-aminopurin-9-yl)but-2-en-1-ol Chemical compound NC1=NC=NC2=C1N=CN2C\C=C\CO DYLIWHYUXAJDOJ-OWOJBTEDSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 31
- 230000008961 swelling Effects 0.000 claims description 27
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 12
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 4
- 239000013557 residual solvent Substances 0.000 claims description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 13
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 8
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 25
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 16
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 15
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 11
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 11
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 10
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 9
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 9
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 9
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 6
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 4
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 4
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000007405 data analysis Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000000113 differential scanning calorimetry Methods 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 229920006253 high performance fiber Polymers 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- 230000002522 swelling effect Effects 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 241001391944 Commicarpus scandens Species 0.000 description 1
- 230000006750 UV protection Effects 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 229920006231 aramid fiber Polymers 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000007123 defense Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000004043 dyeing Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- RBTKNAXYKSUFRK-UHFFFAOYSA-N heliogen blue Chemical compound [Cu].[N-]1C2=C(C=CC=C3)C3=C1N=C([N-]1)C3=CC=CC=C3C1=NC([N-]1)=C(C=CC=C3)C3=C1N=C([N-]1)C3=CC=CC=C3C1=N2 RBTKNAXYKSUFRK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001023 inorganic pigment Substances 0.000 description 1
- 235000015110 jellies Nutrition 0.000 description 1
- 239000008274 jelly Substances 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000325 methylidene group Chemical group [H]C([H])=* 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
- 230000004224 protection Effects 0.000 description 1
- 239000001054 red pigment Substances 0.000 description 1
- 239000011359 shock absorbing material Substances 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 239000011550 stock solution Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
- D01F6/44—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from mixtures of polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds as major constituent with other polymers or low-molecular-weight compounds
- D01F6/46—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from mixtures of polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds as major constituent with other polymers or low-molecular-weight compounds of polyolefins
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
- D01D10/00—Physical treatment of artificial filaments or the like during manufacture, i.e. during a continuous production process before the filaments have been collected
- D01D10/02—Heat treatment
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
- D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
- D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
- D01D5/12—Stretch-spinning methods
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
- D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
- D01F1/00—General methods for the manufacture of artificial filaments or the like
- D01F1/02—Addition of substances to the spinning solution or to the melt
- D01F1/10—Other agents for modifying properties
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Textile Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Artificial Filaments (AREA)
Abstract
提高超高分子量聚乙烯有色纤维产品性能、降低产品生产成本的方法及纤维。所述有色纤维是由超高分子量聚乙烯树脂与干法纺丝良溶剂十氢萘（双环（4.4.0）癸烷）与颜料形成的具备特性流体流变性能的混合纺丝原液。溶剂十氢萘为其顺式和反式异构体的不同配比所形成的稳定有机溶剂。本发明所述为顺式十氢萘与反式十氢萘的体积（%v）或质量（%wt）配比为0：1~1：0。对比传统的干法纺丝生产超高分子量聚乙烯有色纤维，本发明可使传统工艺生产纤维的成本能耗降低15%以上。
Description
技术领域
本发明属化学纤维技术领域，具体涉及到超高分子量聚乙烯有色纤维。
背景技术
超高分子量聚乙烯纤维，又称为高强高模聚乙烯纤维，它是90年代初出现的高科技、高性能纤维，是当今世界三大高科技纤维之一，由于超高分子量聚乙稀纤维具有高结晶度和高度取向的伸直链结构，与碳纤维、芳纶纤维相比较，超高分子量聚乙稀纤维的强度更高；质量更轻，化学稳定性更好；具有很强的化学惰性，耐强酸、强碱溶液及有机溶剂；具有很好的耐候性，经1500h日晒后，纤维强度保持率仍然高达80％，耐紫外性能非常优越；耐低温性好，使用温度可以低至-150℃；之外，超高分子量聚乙稀纤维的耐磨耐弯曲性能、张力疲劳性能、抗切割性能也是现有高性能纤维中最强的。在安全、防护、航空、航天、国防装备、车辆制造、造船业、体育界发挥着举足轻重的作用。广泛用于绳索、渔网、钓鱼线、复合材料等领域。除此之外，超高分子量聚乙稀纤维在民用工业领域作为抗冲击、减震材料及高性能轻质复合材料也有着广阔的应用前景。
高强高模聚乙烯纤维由于分子量极高，主链结合好，取向度、结晶度高，因此它的比强度是当今所有纤维之最.聚乙烯具有亚甲基(-CH2-CH2-)相连的大分子链的化学结构，超高分子量聚乙稀存在有大量无规线团的非晶区和折叠链的晶体结构。在超倍牵伸时，其大分子链的高度取向、使晶区及非晶区的大分子充分伸展，形成了高度结晶的伸直链超分子结构。这样的超分子结构决定了高强聚乙烯纤维的优越性能。
在超高分子量聚乙烯有色纤维在生产过程中，超高分子量聚乙烯在溶剂中的溶解解缠形成均匀的冻胶溶液直接影响超高分子量聚乙烯纤维的性能。由于其溶解、解缠过程是在高温、高剪切的条件下进行，其大分子链在溶解过程中易发生断裂，造成超高分子量聚乙烯分子的降解，导致超高分子量聚乙烯纤维的性能降低；并且，超高分子量聚乙烯在溶剂中的溶解过程极为缓慢：超高分子量聚乙烯大分子链很长，不易移动，大分子间的作用力大，且分子间的缠结点多，大分子与溶剂小分子接触后仅有其中的某个结构单元被溶剂化后，但它仍是大分子链的一部分，牵制整条大分子的运动，只有当整条大分子所有单元全部被溶剂化后，才有可能作为一个整体从固相的表面脱落下来而进入溶剂形成均匀溶液。所以，溶剂在超高分子量聚乙烯纤维生产中发挥着重要的作用，并影响超高分子量聚乙烯纤维生产方法及其纤维制品的性能。
同时超高分子量聚乙烯的分子无极性及结晶规整度使染料分子难以切入其中，纤维染色困难，目前生产的多是原色纤维。若在超高分子量聚乙烯粉末内直接混入无机颜料添加剂，颜料易团聚分散性差易造成染色不匀，做成产品后再染色由于聚乙稀的化学惰性色老度不高。虽然国内外关于超高分子量聚乙烯纤维的专利多达数百篇，但均侧重于超高分子量聚乙烯纤维的生产方法及相应设备方面，至今仍未发现关于超高分子量聚乙烯溶剂及有色纤维生产方法方面的专利。
发明内容
本发明的目的是提供一种提高超高分子量聚乙烯有色纤维产品性能、降低超高分子量聚乙烯有色纤维产品生产成本的方法。在现有超高分子量聚乙烯有色纤维干法纺丝基础上，有效降低了超高分子量聚乙烯有色纤维生产成本，改进并提高了超高分子量聚乙烯有色纤维的品质。
本发明提高超高分子量聚乙烯有色纤维产品性能的方法，其特征是所述有色纤维是由超高分子量聚乙烯树脂与干法纺丝良溶剂十氢萘、颜料形成的具备特性流体流变性能的混合纺丝原液，通过干法纺丝装置所制备的品质优异的超高分子量聚乙烯有色纤维。
所述十氢萘，为其顺式和反式异构体的不同配比所形成的稳定有机溶剂，本发明所述为顺式十氢萘与反式十氢萘的体积（%v）比为0：1~1：0，优选1：9~3：7；
超高分子量聚乙烯树脂在十氢萘溶剂及纺丝原料液制备系统中的溶胀时间为2-4h，优选2.5-3h（小时），溶胀温度为80℃~100℃，优选90℃~95℃；
形成的纺丝原料液在双螺杆挤出机内溶解、塑化温度为120℃~190℃，优选148℃~168℃。
原料液进入双螺杆挤出机，螺杆的长径比为15~60，优选25-~40，螺杆的转速60-150转/分钟，优选80-120转/分钟。
前纺初生纤维通过差示扫描量热法谱图分析，其结晶度大于70%，纤维中残留溶剂质量含量小于2%。
后纺成品纤维通过差示扫描量热法谱图分析，其结晶度大于90%，纤维纤维中残留溶剂小于100ppm。
对比传统的干法纺丝生产超高分子量聚乙烯有色纤维，本发明所述可使传统工艺生产纤维的成本能耗降低15%以上。
本发明制备的初生有色纤维，经高倍后牵伸的成品有色纤维，其强度大于40g/d，模量大于1700g/d的橙色系、棕色系、红色系的有色纤维。
技术效果
传统的超高分子量聚乙烯有色纤维生产方法在90℃~100℃的条件下溶胀至少4小时，然后将溶胀后的超高分子量聚乙烯悬浮液冷却至常温后送入双螺杆挤出机，在双螺杆强剪切力的作用下形成均匀的超高分子量聚乙烯溶液，而双螺杆的入口温度100℃~110℃，中间混炼溶解温度为120~170℃，出口溶液温度为155℃~165℃。
本发明通过优选了原料溶剂使得超高分子量聚乙烯树脂在良溶剂中的溶胀时间从4小时缩短为最多2.5小时，溶胀温度降低了10~15℃，大大降低了溶胀过程中中压蒸汽的消耗；同时原料液在双螺杆中的溶解剪切温度也不同程度的降低了5~10℃，使得双螺杆中的入口温度为85℃~95℃，中间混炼溶解温度为115~155℃，出口溶液温度为145℃~149℃，有效降低了设备的电消耗，产品生产的综合能耗降低至少15%以上。
附图说明
图1、图2、图3为实例1-3分别对应的顺式、反式以及顺反比为4：6的十氢萘料液扭矩变化曲线图。
图4、图5、图6为实例4-6分别对应的顺式、反式以及顺反比为4：6的十氢萘料液扭矩变化曲线图。
具体实施方式
以下通过具体实例及附图进一步阐述本发明。应理解，所列举的实例仅用于叙述本发明而不用于限制本发明的范围，并且在说明实例中未对通用纺丝设备如双螺杆挤出机、计量泵、喷丝板等进行限定，但不影响本发明所获得的有色纤维的制备。
同时，在具体实施实例中所列举的工艺条件均为扩试装置至少72小时稳定运行过程中，产品性能达到或超过常规超高分子量聚乙烯纤维的产品性能时，所采用的工艺控制参数。此外应理解，在阅读本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明做各种改动或修改，这些等价形式同样落在本申请所附的权利要求限定的范围。
颜料：Heliogen 蓝 K6911 FP/ K7090 FP、Paliogen 红 K3580/ K4180等，进口德国巴斯夫。
测试分析设备仪器：DSC热分析仪STA449C（德国耐驰）、气相色谱 680N （美国 安捷伦）、HAAKE转矩流变仪PolyLab OS系统、高性能聚乙烯纤维干法纺丝装置。
实例1
称取11.25gUHMWPE、0.08gBHT抗氧剂和0.03g的红色颜料溶于：顺式含量大于98%的200ml十氢萘溶液中，将混合后的料液在95℃的条件下分别溶胀2h、3h、4h，溶胀时需低速搅拌；设定转矩流变仪测试温度为130℃、转速为80rpm，当转矩流变仪的温度和转速达到设定值后，称取50±0.5g溶胀后的料液加入流变仪的密炼室进行流变测试，数据分析结果如图1所示。
实例2
称取11.25gUHMWPE、0.08g抗氧剂和0.03g的不同色系复配颜料，溶于：反式含量大于98%、的200ml十氢萘溶液中，将混合后的料液在95±2℃的条件下分别溶胀2h、3h、4h，溶胀时需低速搅拌；设定转矩流变仪测试温度为130℃、转速为80rpm，当转矩流变仪的温度和转速达到设定值后，称取50±0.5g溶胀后的料液加入流变仪的密炼室进行流变测试，数据分析结果如图2所示。
实例3
称取11.25gUHMWPE、0.08g复配抗氧剂和一定量（0.03g~0.14g）的不同色系复配颜料，溶于：顺：反比为4：6的200ml十氢萘溶液中，将混合后的料液在95±2℃的条件下分别溶胀2h、3h、4h，溶胀时需低速搅拌；设定转矩流变仪测试温度为130℃、转速为80rpm，当转矩流变仪的温度和转速达到设定值后，称取50g溶胀后的料液加入流变仪的密炼室进行流变测试，数据分析结果如图3所示。
实例1、2、3所得料液通过HAAKE转矩流变仪密炼系统进行转矩测试，结果如图1、图2、图3所示（分别为顺式、反式以及顺反比为4：6的十氢萘料液扭矩变化曲线图），由图1、图2、图3所示数据结果可知，在相同溶胀温度下，UHMWPE在反式十氢萘溶剂中溶胀2h即可，但在顺式十氢萘溶剂中则需要溶胀3h以上。
实例4
称取11.25gUHMWPE、0.08g复配抗氧剂和一定量（0.03g~0.14g）的不同色系复配颜料，溶于：顺式含量大于98%的200ml十氢萘溶液中，将混合后的料液分别在85℃~90℃和95℃~100℃的条件下，溶胀3h。溶胀时需低速搅拌；设定转矩流变仪测试温度为130℃、转速为80rpm，当转矩流变仪的温度和转速达到设定值后，称取50±0.5g溶胀后的料液加入流变仪的密炼室进行流变测试，实验分析结果如图4所示。
实例5
称取11.25gUHMWPE、0.08g复配抗氧剂和一定量（0.03g~0.14g）的不同色系复配颜料，溶于：反式含量大于98%的200ml十氢萘溶液中，将混合后的料液分别在85℃~90℃和95℃~100℃的条件下，溶胀3h。溶胀时需低速搅拌；设定转矩流变仪测试温度为130℃、转速为80rpm，当转矩流变仪的温度和转速达到设定值后，称取50±0.5g溶胀后的料液加入流变仪的密炼室进行流变测试，实验分析结果如图5所示。
实例6
称取11.25gUHMWPE、0.08g复配抗氧剂和一定量（0.03g~0.14g）的不同色系复配颜料，溶于：顺：反比为4：6的200ml十氢萘溶液中，将混合后的料液分别在85℃~90℃和95℃~100℃的条件下，溶胀3h。溶胀时需低速搅拌；设定转矩流变仪测试温度为130℃、转速为80rpm，当转矩流变仪的温度和转速达到设定值后，称取50±0.5g溶胀后的料液加入流变仪的密炼室进行流变测试，实验分析结果如图6所示。
将按照实例4、5、6所得料液通过HAAKE转矩流变仪PolyLab OS系统与平行双螺杆挤出系统进行剪切溶解，对料液进行转矩测试，结果见图4、图5、图6分别为顺式、反式以及顺反比为4：6的十氢萘料液扭矩变化曲线图，从图4、图5、图6所示可得，同样的溶胀效果，反式十氢萘溶剂所需的温度低于顺式及顺反比为6：4的溶剂5~10℃，且反式溶剂的溶胀效果更好。
实例7
将含量大于98%顺式十氢萘溶剂、超高分子量聚乙烯树脂、助剂（含颜料、抗氧剂等）以20：1：0：0.005~5：1：0.02比例混合，在95℃的条件下溶胀4小时，然后将溶胀后的超高分子量聚乙烯有色悬浮液冷却至常温后送入双螺杆挤出机，双螺杆的入口温度85℃~95℃，中间混炼溶解温度为115~155℃，出口溶液温度为145℃~149℃，超高分子量聚乙烯在双螺杆强剪切力的作用下形成均匀的超高分子量聚乙烯溶液，然后经喷丝板挤出后喷头拉伸，经导丝辊送入热拉伸装置进行超倍拉伸，超倍拉伸倍数在10~30倍之间，拉伸温度在90℃~150℃之间，从而生产出超高分子量聚乙烯有色纤维编号为1#，性能指标检测结果如表1、表2所示。
实例8
将含量大于98%反式十氢萘溶剂、超高分子量聚乙烯树脂、助剂（含颜料、抗氧剂等）以20：1：0：0.005~5：1：0.02比例混合，在90℃的条件下溶胀2小时，然后将溶胀后的超高分子量聚乙烯有色悬浮液冷却至常温后送入双螺杆挤出机，双螺杆的入口温度95℃~100℃，中间混炼溶解温度为125~165℃，出口溶液温度为155℃~159℃，超高分子量聚乙烯在双螺杆强剪切力的作用下形成均匀的超高分子量聚乙烯溶液，然后经喷丝板挤出后喷头拉伸，经导丝辊送入热拉伸装置进行超倍拉伸，超倍拉伸倍数在10~30倍之间，拉伸温度在90℃~150℃之间，从而生产出超高分子量聚乙烯有色纤维编号为2#，性能指标检测结果如表1、表2所示。
实例9
将顺：反比为4：6的十氢萘溶剂、超高分子量聚乙烯树脂、助剂（含颜料、抗氧剂等）以20：1：0：0.005~5：1：0.02比例混合，在92℃的条件下溶胀3小时，然后将溶胀后的超高分子量聚乙烯有色悬浮液冷却至常温后送入双螺杆挤出机，双螺杆的入口温度90℃~95℃，中间混炼溶解温度为120~160℃，出口溶液温度为150℃~155℃，超高分子量聚乙烯在双螺杆强剪切力的作用下形成均匀的超高分子量聚乙烯溶液，然后经喷丝板挤出后喷头拉伸，经导丝辊送入热拉伸装置进行超倍拉伸，超倍拉伸倍数在10~30倍之间，拉伸温度在90℃~150℃之间，从而生产出超高分子量聚乙烯有色纤维编号为3#，性能指标检测结果如表1、表2所示。
表1
表2
| 成品纤维力学性能 | 1# | 2# | 3# |
| 纤度（dtex） | 1528 | 1285 | 1385 |
| 断裂强度（CN/dtex） | 26.52 | 31.85 | 28.86 |
| 断裂强度CV（CN/dtex） | 3.96 | 2.43 | 3.65 |
| 模量（CN/dtex） | 986 | 1483 | 1297 |
Claims (12)
1.一种提高超高分子量聚乙烯有色纤维产品性能的方法，其特征是所述有色纤维是由超高分子量聚乙烯树脂与干法纺丝良溶剂十氢萘、颜料形成的具备特性流体流变性能的混合纺丝原料液，通过干法纺丝装置所制备的超高分子量聚乙烯有色纤维。
2.根据权利要求1所述提高超高分子量聚乙烯有色纤维性能的方法，其特征在于：所述十氢萘，为其顺式和反式异构体的不同配比所形成的稳定有机溶剂，顺式十氢萘与反式十氢萘的体积（%v）比为0：1~1：0。
3.根据权利要求2所述提高超高分子量聚乙烯有色纤维性能的方法，其特征在于：顺式十氢萘与反式十氢萘的体积（%v）比为1：9~3：7。
4.根据权利要求1所述提高超高分子量聚乙烯有色纤维性能的方法，其特征在于：超高分子量聚乙烯树脂在十氢萘溶剂及纺丝原料液制备系统中的溶胀时间为2-4h，溶胀温度为80℃~100℃。
5.根据权利要求4所述提高超高分子量聚乙烯有色纤维性能的方法，其特征在于：超高分子量聚乙烯树脂在十氢萘溶剂及纺丝原料液制备系统中的溶胀时间为2.5-3h，溶胀温度为90℃~95℃。
6.根据权利要求1所述提高超高分子量聚乙烯有色纤维性能的方法，其特征在于：原料液在双螺杆挤出机内溶解、塑化温度为120℃~190℃。
7.根据权利要求6所述提高超高分子量聚乙烯有色纤维性能的方法，其特征在于：原料液在双螺杆挤出机内溶解、塑化温度为148℃~168℃。
8.根据权利要求1所述提高超高分子量聚乙烯有色纤维性能的方法，其特征在于：原料液进入双螺杆挤出机，螺杆的长径比为15~60，螺杆的转速60-150转/分钟。
9.根据权利要求8所述提高超高分子量聚乙烯有色纤维性能的方法，其特征在于：原料液进入双螺杆挤出机，螺杆的长径比为25-~40，螺杆的转速80-120转/分钟。
10.根据权利要求1所述提高超高分子量聚乙烯有色纤维性能的方法，其特征在于：前纺初生纤维的结晶度大于70%，纤维中残留溶剂质量含量小于2%。
11.根据权利要求1所述提高超高分子量聚乙烯有色纤维性能的方法，其特征在于：后纺成品纤维的结晶度大于90%，纤维中残留溶剂小于100ppm。
12.根据权利要求1所述方法制备的超高分子量聚乙烯有色纤维，其特征在于：制备的初生有色纤维，经高倍后牵伸的成品有色纤维，其强度大于40g/d，模量大于1700g/d的橙色系、棕色系、红色系的有色纤维。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910560437.3A CN112144138A (zh) | 2019-06-26 | 2019-06-26 | 提高超高分子量聚乙烯有色纤维性能的方法及纤维 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910560437.3A CN112144138A (zh) | 2019-06-26 | 2019-06-26 | 提高超高分子量聚乙烯有色纤维性能的方法及纤维 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112144138A true CN112144138A (zh) | 2020-12-29 |
Family
ID=73869794
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910560437.3A Pending CN112144138A (zh) | 2019-06-26 | 2019-06-26 | 提高超高分子量聚乙烯有色纤维性能的方法及纤维 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112144138A (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007297763A (ja) * | 2006-04-07 | 2007-11-15 | Toyobo Co Ltd | 高強度ポリエチレン繊維およびその製造方法 |
| CN104419996A (zh) * | 2013-08-20 | 2015-03-18 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种超高分子量聚乙烯纤维的生产方法 |
| CN106544747A (zh) * | 2015-09-23 | 2017-03-29 | 中国石化仪征化纤有限责任公司 | 一种超高分子量聚乙烯有色纤维制造方法 |
| CN106544746A (zh) * | 2015-09-18 | 2017-03-29 | 中国石油化工股份有限公司 | 超高分子量聚乙烯混合溶液干法纺丝制备有色纤维的方法及纤维 |
-
2019
- 2019-06-26 CN CN201910560437.3A patent/CN112144138A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007297763A (ja) * | 2006-04-07 | 2007-11-15 | Toyobo Co Ltd | 高強度ポリエチレン繊維およびその製造方法 |
| CN104419996A (zh) * | 2013-08-20 | 2015-03-18 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种超高分子量聚乙烯纤维的生产方法 |
| CN106544746A (zh) * | 2015-09-18 | 2017-03-29 | 中国石油化工股份有限公司 | 超高分子量聚乙烯混合溶液干法纺丝制备有色纤维的方法及纤维 |
| CN106544747A (zh) * | 2015-09-23 | 2017-03-29 | 中国石化仪征化纤有限责任公司 | 一种超高分子量聚乙烯有色纤维制造方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9296875B2 (en) | Method for preparing spinning solution of ultra-high molecular weight polyethylene fiber | |
| CN102505158A (zh) | 一种超高分子量聚乙烯纤维的高浓度制备方法 | |
| EP2097563B1 (en) | Composite fiber of cellulose-polyvinylalcohol and preparation method thereof | |
| CN103866416B (zh) | 一种超高分子量聚乙烯有色纤维的制备方法 | |
| CN101575743B (zh) | 一种超高分子量聚乙烯纤维纺丝原液的制备方法 | |
| WO2015200593A1 (en) | Production of poly alpha-1,3-glucan formate films | |
| CN109385689A (zh) | 一种共混超高分子量聚乙烯的纺丝方法 | |
| CN106835332A (zh) | 高性能的石墨烯复合对位芳纶纤维及其制备方法、应用 | |
| CN108004605A (zh) | 一种中强多孔超高分子量聚乙烯纤维及制备方法 | |
| Zhou et al. | Fabrication of regenerated cellulose fibers with good strength and biocompatibility from green spinning process of ionic liquid | |
| CN102877154B (zh) | 一种有机颜料微胶囊涤纶色丝的制备方法 | |
| CN108586730A (zh) | 一种石墨烯尼龙切片的连续制备方法及其产品 | |
| CN113501979B (zh) | 一种高温水溶开纤海岛纤维面料及其制备方法 | |
| CN106567152A (zh) | 一种有色超高分子量聚乙烯纤维及其制备方法 | |
| CN104711694A (zh) | 一种超高分子量聚乙烯纤维高效生产方法 | |
| CN112144138A (zh) | 提高超高分子量聚乙烯有色纤维性能的方法及纤维 | |
| CN106544746A (zh) | 超高分子量聚乙烯混合溶液干法纺丝制备有色纤维的方法及纤维 | |
| CN110629315A (zh) | 一种耐切割性有色纤维和制备方法 | |
| CN102677225A (zh) | 芳香族聚酰胺/芳香族聚酰亚胺共混纤维及其制备方法 | |
| DE1669453A1 (de) | Polyamidgarn | |
| CN110437616B (zh) | 一种聚苯硫醚藏青色色母粒、有色纤维及制备方法 | |
| CN103820877A (zh) | 一种新型改性聚乙烯醇及其纺丝方法 | |
| CN102382351B (zh) | RHDPE/POE–g–MAH/3A分子筛共混材料及其制备方法 | |
| CN116145295A (zh) | 一种纱线原液着色工艺 | |
| DE69228797T2 (de) | Vollständig aromatische Polyamidharzzusammensetzung mit verbesserter Lichtbeständigkeit |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20201229 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |