專利名稱：無定形、高取向聚乙烯長絲的制備方法
技術領域：
本發(fā)明屬于紡織新材料領域，特別是涉及一種采用高密度聚乙烯制備無定形、高取向聚乙烯長絲的方法。
背景技術：
近幾年，纖維的高性能、高功能和新結構一直是研究者對化纖材料研究的重點，由于聚乙烯結構簡單、性能優(yōu)良，且來源豐富，具有高模量、高強度、耐腐蝕以及優(yōu)異的介電性能，特別是它的密度很低，是所有高性能纖維中密度最低的，一經(jīng)問世，就引起材料科學家的廣泛興趣，發(fā)展迅速，在航天、兵器等軍事部門以及體育運動器材等民用領域獲得廣泛的應用，科學家們一直致力于聚乙烯纖維新型纖維的開發(fā)研究，現(xiàn)在研究較多的高強高模聚乙烯纖維密度小，具有高的強度和模量且纖維的柔軟性較好，具有較好的耐疲勞和耐摩擦性能，但是由于高強高模聚乙烯纖維的斷裂伸長率較小，在織造過程中易出現(xiàn)斷經(jīng)斷緯現(xiàn)象，不易織造成型。但聚乙烯獨特的性能，能被廣泛應用于多個領域，倍受研究人員與生產(chǎn)企業(yè)的青睞。以聚乙烯為原料，制備一種具有無定形、高取向聚乙烯長絲尤為重要
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種結晶度小、取向度，制備工藝簡單的高的無定形、高取向聚乙烯長絲的制備方法。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方法包括下列步驟I)將高密度聚乙烯母粒，經(jīng)熔融紡絲機料斗，由噴絲頭噴出，并以3 5倍牽伸，得到初生絲；2)將初生絲送入熱處理甬道，經(jīng)過一次牽伸后，迅速進入驟冷環(huán)境；3)將一次牽伸絲再次送入相同環(huán)境熱處理甬道經(jīng)二次牽伸，再次迅速進入驟冷環(huán)境;4)將二次牽伸絲送入熱處理甬道經(jīng)三次牽伸，迅速進入冷處理環(huán)境。所述的高密度聚乙烯分子量在5萬到50萬之間。所述的步驟I)熔融紡絲中，熔融紡絲機的各區(qū)溫度分別控制在140 145°C、145 155°C、155 175°C、175 180°C。所述的步驟2)、步驟3)和步驟4)熱處理甬道溫度為80 90°C。所述的步驟2)和步驟3)驟冷環(huán)境是低溫水浴甬道，溫度在0°C 20°C。所述的步驟4)冷處理環(huán)境是液氮冷風甬道，溫度在-15°C -10°C。本發(fā)明利用多次熱牽伸和冷處理技術，制備無定形、高取向聚乙烯長絲，該方法工藝簡單，所制備的聚乙烯長絲纖維結構特征為無定形、高取向。
具體實施方式
下面結合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明，應理解，這些實例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領域技術人員可以對本發(fā)明作工作改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。實施例I :采用高密度聚乙烯原料，利用多次熱牽伸和驟冷處理技術，制備一種無定形、高取向聚乙烯長絲的方法，包括下列步驟I)將高密度聚乙烯母粒，經(jīng)熔融紡絲機料斗，由噴絲頭噴出，并以3倍牽伸，得到結晶度為60%左右，取向度為10%左右的初生絲；所述聚乙烯母粒分子量為5萬；所述熔融紡絲機的各區(qū)溫度分別控制在140°C、150°C>155°C>175°C ；2)將噴絲頭噴出的初生絲送入溫度為80°C的熱處理甬道，同時給以10倍牽伸，并迅速進入15°C的低溫水浴甬道，進行驟冷處理，得到結晶度為40%左右，取向度為40%的一次牽伸絲；3)再將一次牽伸絲送入溫度為80°C的熱處理甬道，同時給以20倍牽伸，并迅速進入15°C的低溫水浴甬道，進行驟冷處理，得到結晶度為15%左右，取向度為70%左右的二次牽伸絲；4)將二次牽伸絲送入溫度85°C熱處理甬道，同時給以20倍牽伸，迅速進入10°C液氮冷風甬道進行驟冷處理，得到無定形、高取向的聚乙烯長絲。紅外光譜法和聲模量法分別測得無定形、高取向的聚乙烯長絲，結晶度小于5%，取向度大于95%。實施例2 采用高密度聚乙烯原料，利用多次熱牽伸和驟冷處理技術，制備一種無定形、高取向聚乙烯長絲的方法，包括下列步驟I)將高密度聚乙烯母粒，經(jīng)熔融紡絲機料斗，由噴絲頭噴出，并以4倍牽伸，得到結晶度為65%左右，取向度為15%左右初生絲；所述聚乙烯母粒分子量為20萬；所述熔融紡絲機的各區(qū)溫度分別控制在145°C、155°C>175°C>190°C ；5)將噴絲頭噴出的初生絲送入溫度為90°C的熱處理甬道，同時給以8倍牽伸，并迅速進入20°C的低溫水浴甬道，進行驟冷處理，得到結晶度為45%，取向度為40% —次牽伸絲；6)再將一次牽伸絲送入溫度為90°C的熱處理甬道，同時給以25倍牽伸，并迅速進入20°C的低溫水浴甬道，進行驟冷處理，得到結晶度為25%左右，取向度為65% 二次牽伸絲；7)將二次牽伸絲送入溫度90°C熱處理甬道，同時給以20倍牽伸，迅速進入15°C液氮冷風甬道進行驟冷處理，得到無定形、高取向的聚乙烯長絲。紅外光譜法和聲模量法分別測得無定形、高取向的聚乙烯長絲，結晶度小于8%，取向度大于90%。實施例3
采用高密度聚乙烯原料，利用反復熱牽伸和驟冷處理技術，制備一種無定形、高取向聚乙烯長絲的方法，包括下列步驟I)將高密度聚乙烯母粒，經(jīng)熔融紡絲機料斗，由噴絲頭噴出，并以5倍牽伸，得到結晶度為70%左右，取向度為15%左右的初生絲；所述聚乙烯母粒分子量為50萬；所述熔融紡絲機的各區(qū)溫度分別控制在150°C、170°C>180°C>210°C ；8)將噴絲頭噴出的初生絲送入溫度為80°C的熱處理甬道，同時給以5倍牽伸，并迅速進入13°C的低溫水浴甬道，進行驟冷處理，得到結晶度為50%左右，取向度為30%左右一次牽伸絲；9)再將一次牽伸絲送入溫度為80°C的熱處理甬道，同時給以40倍牽伸，并迅速進 入13°C的低溫水浴甬道，進行驟冷處理，得到結晶度為20%左右，取向度為70%左右的二次牽伸絲；10)將二次牽伸絲送入溫度為90°C熱處理甬道經(jīng)三次牽伸，同時給以20倍牽伸，迅速進入10°C液氮冷風甬道進行驟冷處理，得到無定形、高取向的聚乙烯長絲。紅外光譜法和聲模量法分別測得無定形、高取向的聚乙烯長絲，結晶度小于10%，取向度大于90%。
權利要求
1.一種無定形、高取向聚乙烯長絲的制備方法，其特征在于包括下列步驟 1)將高密度聚乙烯母粒，經(jīng)熔融紡絲機料斗，由噴絲頭噴出，并以3 5倍牽伸，得到初生絲； 2)將初生絲送入熱處理甬道，經(jīng)過一次牽伸后，迅速進入0°C 20°C驟冷環(huán)境； 3)將一次牽伸絲再次送入相同環(huán)境熱處理甬道經(jīng)二次牽伸，再次迅速進入0°C 20°C驟冷環(huán)境； 4)將二次牽伸絲送入熱處理甬道經(jīng)三次牽伸，迅速進入-15°C -10°C冷處理環(huán)境； 所述的步驟2)、步驟3)和步驟4)熱處理甬道溫度為80 110°C。
2.根據(jù)權利要求I所述的無定形、高取向聚乙烯長絲的制備方法，其特征在于所述的高密度聚乙烯分子量在5萬到50萬之間。
3.根據(jù)權利要求I所述的無定形、高取向聚乙烯長絲的制備方法，其特征在于所述的步驟I)熔融紡絲中，熔融紡絲機的各區(qū)溫度分別控制在140 150°C、145 170°C、155 190°C>175 210°C。
4.根據(jù)權利要求I所述的無定形、高取向聚乙烯長絲的制備方法，其特征在于所述的步驟2)和步驟3)驟冷環(huán)境是低溫水浴甬道。
5.根據(jù)權利要求I所述的一種無定形、高取向特種纖維的制備方法，其特征在于所述的步驟4)冷處理環(huán)境是液氮冷風甬道。
全文摘要
本發(fā)明屬于紡織新材料領域，特別是涉及一種采用高密度聚乙烯制備無定形、高取向聚乙烯長絲的方法。該方法包括下列步驟1)將高密度聚乙烯母粒，經(jīng)熔融紡絲機料斗，由噴絲頭噴出，并以3～5倍牽伸，得到初生絲；2)將初生絲送入熱處理甬道，經(jīng)過一次牽伸后，迅速進入驟冷環(huán)境；3)將一次牽伸絲再次送入相同環(huán)境熱處理甬道經(jīng)二次牽伸，再次迅速進入驟冷環(huán)境；4)將二次牽伸絲送入熱處理甬道經(jīng)三次牽伸，迅速進入冷處理環(huán)境。本發(fā)明利用多次熱牽伸和冷處理技術，制備無定形、高取向聚乙烯長絲，該方法工藝簡單，所制備的聚乙烯長絲纖維結構特征為無定形、高取向。
文檔編號D01F6/04GK102864506SQ20121036424
公開日2013年1月9日 申請日期2012年9月26日 優(yōu)先權日2012年9月26日
發(fā)明者王曉廣, 黃年華, 周曉潔, 張會娟 申請人:江蘇紡科新復合材料有限公司