双计量输送法制备聚乙烯纤维的方法技术

公开了双计量输送法制备聚乙烯纤维的方法，属于聚乙烯纤维制备技术领域。其包括以下步骤：选取粘均分子量400万以上的超高分子量聚乙烯树脂，作为原料聚乙烯树脂；令原料聚乙烯树脂溶解于有机溶剂，制得纺丝原液；纺丝原液依次经过纺丝箱体的第一计量泵、静态混合器、第二计量泵和纺丝组件之后，从喷丝板孔挤出形成纺丝细流；纺丝细流经过冷却固化，得到冻胶丝束；冻胶丝束经过干燥热箱除去有机溶剂，得到干态原丝；干态原丝经过多级后纺牵伸，得到聚乙烯纤维。经由该方法制得的聚乙烯纤维断裂强度和初始模量均较高，而断裂强度CV值较低。

Preparation of polyethylene fiber by double metering transportation

【技术实现步骤摘要】
双计量输送法制备聚乙烯纤维的方法
本专利技术涉及聚乙烯纤维制备
，特别是涉及双计量输送法制备聚乙烯纤维的方法。
技术介绍
目前，超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维多是由具有柔性大分子链聚乙烯通过溶液纺丝制备而成，又称高强高模聚乙烯纤维、高取向度聚乙烯纤维、高性能聚乙烯纤维。该纤维是目前所知强质比最高的纤维材料，具有高强高模、质轻(密度小于1)、高能量吸收、化学稳定、耐水、耐光、耐疲劳、耐磨损、耐弯曲、耐低温、电波易透射等多种优良特性，与碳纤维、芳纶并称为三大高性能纤维。UHMWPE纤维可用于生产防弹衣、防弹头盔、防刺服、机动装甲、缆绳、海洋渔业用网箱、医学材料、服饰、体育器材等。与其它纤维混合使用，在作为抗冲击、减震材料及高性能轻质复合材料方面也有着广阔的前景。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种双计量输送法制备聚乙烯纤维的方法，经由该方法制得的聚乙烯纤维断裂强度和初始模量均较高，而断裂强度CV值较低，从而更加适于实用。为了达到上述目的，本专利技术提供的双计量输送法制备聚乙烯纤维的方法的技术方案如下：本专利技术提供的双计量输送法制备聚乙烯纤维的方法包括以下步骤：选取粘均分子量400万以上的超高分子量聚乙烯树脂，作为原料聚乙烯树脂；令所述原料聚乙烯树脂溶解于有机溶剂，制得纺丝原液，其中，所述纺丝原液中，原料聚乙烯树脂的质量百分含量的取值范围为4％-7％，其中，所述有机溶剂选自十氢萘、石蜡油、白油、二甲苯中的一种或者多种的混合物；所述纺丝原液的特性粘度的取值范围为9dl/g-29dl/g；所述纺丝原液依次经过纺丝箱体的第一计量泵、静态混合器、第二计量泵和纺丝组件之后，从喷丝板孔挤出形成纺丝细流，其中，所述第一计量泵与所述第二计量泵之间的压力差的取值范围为1MPa-10Mpa，所述纺丝组件内的压力的取值范围为0.1MPa-4MPa；所述纺丝细流经过冷却固化，得到冻胶丝束；所述冻胶丝束经过干燥热箱除去所述有机溶剂，得到干态原丝；所述干态原丝经过多级后纺牵伸，得到所述聚乙烯纤维。本专利技术提供的还可采用以下技术措施进一步实现。作为优选，所述纺丝细流经过冷却固化，得到冻胶丝束的过程中，冷却方法选自液体凝固浴、侧吹风或者环吹风的方式实现，其中，所述液体凝固浴的温度低于所述纺丝细流的温度的取值范围为20℃-200℃；所述侧吹风或者环吹风的温度低于所述纺丝细流的温度的取值范围为20℃-200℃。作为优选，所述凝固浴中的液体选自水、十氢萘溶液、乙二醇溶液、无机盐水中的一种或者几种的混合物。作为优选，所述干燥热箱的温度的取值范围为60℃-100℃。作为优选，所述多级后纺牵伸的温度取值范围为130℃-160℃，所述多级后纺牵伸的总拉伸倍率大于或者等于5倍。作为优选，所述纺丝箱体内设置有第一计量泵、静态混合器、第二计量泵和纺丝组件，其中，纺丝原液依次经过进料口、第一计量泵、静态混合器、第二计量泵和纺丝组件之后，从喷丝板孔挤出，其中，所述第一计量泵和所述第二计量泵之间设置有压力传感器，经由所述压力传感器测得的所述第一计量泵与所述第二计量泵之间的压力能够被控制终端采集到，所述第一计量泵由第一计量泵电机控制，所述第二计量泵由第二计量泵电机控制，所述第一计量泵电机、第二计量泵电机分别与所述控制终端之间通信：所述控制终端控制所述第一计量泵电机降低转速或者增加转速，使得所述第一增压泵电机与所述第二增压泵电机之间的压力的取值范围控制在1MPa-10MPa。作为优选，所述干燥热箱内设置有气体喷嘴，所述气体喷嘴选自网络喷嘴、气刀或者风刀。作为优选，所述气体喷嘴的形式选自微孔或者狭缝，其中，所述微孔的孔口与固态冻胶丝束之间间距小于或者等于5mm；所述狭缝的狭缝口与固态冻胶丝束之间间距小于或者等于5mm。作为优选，所述固态冻胶丝束经过设置有气体喷嘴的干燥热箱除去所述有机溶剂并热牵伸后，得到干态原丝过程中，所述固态冻胶丝束与所述微孔的孔口或者狭缝的狭缝口直接接触。作为优选，所述固态冻胶丝束经过设置有气体喷嘴的干燥热箱除去所述有机溶剂并热牵伸后，得到干态原丝的过程中，所述气体喷嘴内的气体压力的取值范围为0.1MPa-0.8MPa；所述气体喷嘴内气体温度的取值范围为80℃-120℃；所述气体喷嘴内的气体选自氮气、蒸汽、二氧化碳、空气或者它们的混合气体。本专利技术提供的双计量输送法制备聚乙烯纤维的方法依次经过选取粘均分子量400万以上的超高分子量聚乙烯树脂，作为原料聚乙烯树脂；令原料聚乙烯树脂溶解于有机溶剂，制得纺丝原液，其中，纺丝原液中，原料聚乙烯树脂的质量百分含量的取值范围为4％-7％，其中，有机溶剂选自十氢萘、石蜡油、白油、二甲苯中的一种或者多种的混合物；纺丝原液的性粘度的取值范围为9dl/g-29dl/g；纺丝原液依次经过纺丝箱体的第一计量泵、静态混合器、第二计量泵和纺丝组件之后，从喷丝板孔挤出形成纺丝细流，其中，第一计量泵与第二计量泵之间的压力差的取值范围为1MPa-10MPa，纺丝组件内的压力的取值范围为0.1MPa-4MPa；纺丝细流经过冷却固化，得到冻胶丝束；冻胶丝束经过干燥热箱除去有机溶剂，得到干态原丝；干态原丝经过多级后纺牵伸，得到聚乙烯纤维。该聚乙烯纤维断裂强度不低于40CN/dtex，初始模量不低于1600cN/dtex，断裂强度CV值低于2％。其具有细旦、高强、均匀的优点。具体实施方式本专利技术为解决现有技术存在的问题，提供一种双计量输送法制备聚乙烯纤维的方法，经由其指的的聚乙烯纤维断裂强度和初始模量均较高，而断裂强度CV值较低，从而更加适于实用。为更进一步阐述本专利技术为达成预定专利技术目的所采取的技术手段及功效,以下结合较佳实施例，对依据本专利技术提出的双计量输送法制备聚乙烯纤维的方法，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，具体的理解为：可以同时包含有A与B，可以单独存在A，也可以单独存在B，能够具备上述三种任一种情况。实施例一本专利技术实施例一提供的双计量输送法制备聚乙烯纤维的方法包括以下步骤：选取粘均分子量为400万的超高分子量聚乙烯，配置超高分子量聚乙烯质量百分比7％的十氢萘溶液，使得超高分子量聚乙烯的十氢萘溶液的特性粘度为18dl/g，将该超高分子量聚乙烯的十氢萘溶液经输送进入到纺丝箱体中，依次通过纺丝箱体第一计量泵、静态混合器、第二计量泵、纺丝组件，从喷丝板孔挤出形成纺丝细流，其中，第一计量泵与第二计量泵之间的压力在4.0MPa，组件压力1.0MPa。纺丝细流经过水浴冷却固化得到冻胶丝束，冻胶丝束经过90本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双计量输送法制备聚乙烯纤维的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n选取粘均分子量400万以上的超高分子量聚乙烯树脂，作为原料聚乙烯树脂；/n令所述原料聚乙烯树脂溶解于有机溶剂，制得纺丝原液，其中，所述纺丝原液中，原料聚乙烯树脂的质量百分含量的取值范围为4％-7％，其中，所述有机溶剂选自十氢萘、石蜡油、白油、二甲苯中的一种或者多种的混合物；所述纺丝原液的特性粘度的取值范围为9dl/g-29dl/g；/n所述纺丝原液依次经过纺丝箱体的第一计量泵、静态混合器、第二计量泵和纺丝组件之后，从喷丝板孔挤出形成纺丝细流，其中，所述第一计量泵与所述第二计量泵之间的压力差的取值范围为1MPa-10Mpa，所述纺丝组件内的压力的取值范围为0.1MPa-4MPa；/n所述纺丝细流经过冷却固化，得到冻胶丝束；/n所述冻胶丝束经过干燥热箱除去所述有机溶剂，得到干态原丝；/n所述干态原丝经过多级后纺牵伸，得到所述聚乙烯纤维。/n

【技术特征摘要】
1.一种双计量输送法制备聚乙烯纤维的方法，其特征在于，包括以下步骤：
选取粘均分子量400万以上的超高分子量聚乙烯树脂，作为原料聚乙烯树脂；
令所述原料聚乙烯树脂溶解于有机溶剂，制得纺丝原液，其中，所述纺丝原液中，原料聚乙烯树脂的质量百分含量的取值范围为4％-7％，其中，所述有机溶剂选自十氢萘、石蜡油、白油、二甲苯中的一种或者多种的混合物；所述纺丝原液的特性粘度的取值范围为9dl/g-29dl/g；
所述纺丝原液依次经过纺丝箱体的第一计量泵、静态混合器、第二计量泵和纺丝组件之后，从喷丝板孔挤出形成纺丝细流，其中，所述第一计量泵与所述第二计量泵之间的压力差的取值范围为1MPa-10Mpa，所述纺丝组件内的压力的取值范围为0.1MPa-4MPa；
所述纺丝细流经过冷却固化，得到冻胶丝束；
所述冻胶丝束经过干燥热箱除去所述有机溶剂，得到干态原丝；
所述干态原丝经过多级后纺牵伸，得到所述聚乙烯纤维。


2.根据权利要求1所述的双计量输送法制备聚乙烯纤维的方法，其特征在于，所述纺丝细流经过冷却固化，得到冻胶丝束的过程中，冷却方法选自液体凝固浴、侧吹风或者环吹风的方式实现，其中，
所述液体凝固浴的温度低于所述纺丝细流的温度的取值范围为20℃-200℃；
所述侧吹风或者环吹风的温度低于所述纺丝细流的温度的取值范围为20℃-200℃。


3.根据权利要求2所述的双计量输送法制备聚乙烯纤维的方法，其特征在于，所述凝固浴中的液体选自水、十氢萘溶液、乙二醇溶液、无机盐水中的一种或者几种的混合物。


4.根据权利要求1所述的双计量输送法制备聚乙烯纤维的方法，其特征在于，所述干燥热箱的温度的取值范围为60℃-100℃。


5.根据权利要求1所述的双计量输送法制备聚乙烯纤维的方法，其特征在于，
所述多级后纺牵伸的温度取值范围为130℃-160℃，
所述多级后纺牵伸的总拉伸倍率大于或者等于5倍。


6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：李方全，孙玉山，孔令熙，王雪，谢璨，程金龙，苏自强，王万杰，
申请(专利权)人：中国纺织科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11