一种耐高温耐辐射的高强复合绳索及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了耐高温耐辐射的高强复合绳索及其制备方法和应用。本发明专利技术包括如下步骤：S1：将超高分子量聚乙烯纤维加捻制成一定直径的超高分子量聚乙烯纤维纱线；S2：在包缠机上进行两锭玄武岩纤维纱线包覆S1得到的1股加捻后的超高分子量聚乙烯纤维纱线，制得玄武岩

【技术实现步骤摘要】
一种耐高温耐辐射的高强复合绳索及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及绳索制造
，尤其涉及一种耐高温耐辐射的高强复合绳索及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]现有的钢丝绳具有较大的强力和较高的耐久性，但是其弹力小，不耐受冲击载荷，质硬，承受不了急剧的弯曲和扭结，且钢缆密度大，其绳索重量很重，在操作中握持困难，易从手中滑落，有时绳索表面有破断的钢丝头漏出，极易发生刺手的现象。且如长期暴露在太空环境中，因环境高低温交替、辐照剂量大及磨损等因素对其使用安全性带来的潜在影响，在使用和操作时往往会带来不便甚至危险，因此在一些高强度绳索且涉及到外太空作业的应用场景，有必要寻找钢丝绳索的替代品。
[0003]为解决上述问题，现有采用纤维绳索替代钢丝绳索的研究。例如，超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、芳纶、聚酰亚胺等有机纤维材料以其较小的密度、极高的比强度和比模量、良好的化学稳定性、耐腐蚀性等优点，广泛应用在军事、公安、边防、武警等防弹防护领域以及高性能绳索网具等民用领域。然而，有机纤维绳索虽然具有较高的抗拉强度，但其本身柔软且并不适合长期的外太空环境作业使用要求，因此用其制成的绳索在刚性、耐辐照性能上存在不足，在航天航空等高性能绳索网具还不具备使用要求。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于，针对现有技术的上述不足，提出一种耐高温耐辐射的高强复合绳索及其制备方法和应用。
[0005]本专利技术的一种耐高温耐辐射的高强复合绳索的制备方法，包括如下步骤：
[0006]S1：将超高分子量聚乙烯纤维加捻制成一定直径的超高分子量聚乙烯纤维纱线；
[0007]S2：在包缠机上进行两锭玄武岩纤维纱线包覆S1得到的1股加捻后的超高分子量聚乙烯纤维纱线，制得玄武岩
‑
超高分子量聚乙烯复合纱线；
[0008]S3：将S2得到的玄武岩
‑
超高分子量聚乙烯复合纱线进行分纱并装配于高速编织机的编织锭上；高速编织机编织锭上的玄武岩
‑
超高分子量聚乙烯复合纱线分成两组股线，两组股线间互相相反并互相交织地包覆编织，编成空心绳，编织至一定长度后进行切断、打结和点胶，得到耐高温耐辐射的高强复合绳索。
[0009]进一步的，步骤S1中，将1股细度为100tex超高分子量聚乙烯纤维加捻制成直径为0.6mm的超高分子量聚乙烯纤维纱线。
[0010]进一步的，步骤S1中，加捻制作时，其中捻度为25T/10cm。
[0011]进一步的，步骤S1中，捻向为S或Z。
[0012]进一步的，步骤S1中，超高分子量聚乙烯纤维纱线采用不加捻的单股超高分子量聚乙烯纤维或加捻的1
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5股超高分子量聚乙烯纤维。
[0013]进一步的，所述超高分子量聚乙烯纤维为50tex的超高分子量聚乙烯纤维，并且需
要将1
‑
5股超高分子量聚乙烯纤维合股，然后再将合股的超高分子量聚乙烯纤维进行加捻处理，加捻为50捻/米～350捻/米，得到加捻后的超高分子量聚乙烯纤维。
[0014]进一步的，所述的玄武岩纤维纱线为90tex的玄武岩纤维纱线。
[0015]进一步的，步骤S2中，上锭玄武岩纤维纱线退绕锭数5000r/min，下锭玄武岩纤维纱线退绕锭数5000r/min，包覆捻度400T/m。
[0016]采用上述的制备方法制备的耐高温耐辐射的高强复合绳索。
[0017]耐高温耐辐射的高强复合绳索的应用，将其作为芯层的防护层，芯层为外太空使用的电线电缆。
[0018]本专利技术的耐高温耐辐射的高强复合绳索的纱线由超高分子量聚乙烯纤维和玄武岩纤维两种材料制成，能在提高超高分子量聚乙烯纤维绳索刚性的同时，尽可能提高耐辐射、耐原子氧等性能，并不降低绳索的抗拉强度。
[0019]本专利技术的复合绳索中，超高分子量聚乙烯纤维采用多股并线加捻的方式处理，有效提高，超高分子量聚乙烯纤维的强力，对玄武岩
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超高分子量聚乙烯复合纱线的强力提升有显著效果；玄武岩
‑
超高分子量聚乙烯复合纱线采用玄武岩包超高分子量聚乙烯的形式制备，使玄武岩
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超高分子量聚乙烯复合纱线获得了良好的耐高温、耐辐照等优点，使复合绳索的功能性得到了保障；复合绳索采用编织或加捻的方式制备，可以简单快捷的制备出耐高温耐辐射的高强复合绳索。本专利技术制备的耐高温耐辐射的高强复合绳索的断裂强度与所用纤维原料和具体工艺有关。
[0020]本专利技术一种耐高温耐辐射的高强复合绳索，替代了钢丝绳索和单一有机纤维制造的纤维绳索；避免了长期暴露在太空环境中，因高低温交替、辐照剂量大及磨损等因素对其使用安全性带来的潜在影响。
[0021]本专利技术制备的一种耐高温耐辐射的高强复合绳索可在降低绳索的重量的同时，也可作为普通的各物体间的柔性连接器件使用绳索。
[0022]本专利技术一种航天器用高强耐辐射的复合绳索中可以在第
①
级结构绳索制备过程中添加芯层，将本专利技术一种航天器用高强耐辐射的复合绳索作为芯层的防护层，芯层可以是需要在外太空使用的电线电缆等圆柱形物。
附图说明
[0023]图1是本专利技术的玄武岩
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超高分子量聚乙烯复合纱线制备示意图；
[0024]图2为常温下，复合绳索的伸长率；
[0025]图3为200℃处理10min后的复合绳索的伸长率；
[0026]图4为紫外处理后的断裂曲线图。
[0027]1、合股加捻后的超高分子量聚乙烯纤维；2、玄武岩纤维纱线；3、玄武岩
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超高分子量聚乙烯纤维复合纱线。
具体实施方式
[0028]以下是本专利技术的具体实施例并结合附图，对本专利技术的技术方案作进一步的描述，但本专利技术并不限于这些实施例。
[0029]实施例一
[0030]如图1所示，本专利技术提供一种耐高温耐辐射的高强复合绳索，具体制作步骤如下所示：
[0031]S1：将1股细度为100tex超高分子量聚乙烯纤维加捻制成直径为0.6mm的超高分子量聚乙烯纤维纱线，其中捻度为25T/10cm，捻向为S或Z。此处，超高分子量聚乙烯纤维纱线也可以是(a)不加捻的单股超高分子量聚乙烯纤维，(b)加捻的1
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5股超高分子量聚乙烯纤维。
[0032]S2：在包缠机上进行两锭玄武岩纤维纱线包覆S1得到的1股加捻后的超高分子量聚乙烯纤维纱线，制得玄武岩
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超高分子量聚乙烯复合纱线，如图1所示。此处，上锭玄武岩退绕锭数5000r/min，下锭玄武岩退绕锭数5000r/min，包覆捻度400T/m。
[0033]S3：将S2得到的玄武岩
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超高分子量聚乙烯复合纱线进行分纱并装配于高速编织机的编织锭上；高速编织机编织锭上的玄武岩
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超高分子量聚乙烯复合纱线分成两组股线，两组股线间互相相反并互相交织地包覆编织，编成空本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种耐高温耐辐射的高强复合绳索的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：S1：将超高分子量聚乙烯纤维加捻制成一定直径的超高分子量聚乙烯纤维纱线；S2：在包缠机上进行两锭玄武岩纤维纱线包覆S1得到的1股加捻后的超高分子量聚乙烯纤维纱线，制得玄武岩
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超高分子量聚乙烯复合纱线；S3：将S2得到的玄武岩
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超高分子量聚乙烯复合纱线进行分纱并装配于高速编织机的编织锭上；高速编织机编织锭上的玄武岩
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超高分子量聚乙烯复合纱线分成两组股线，两组股线间互相相反并互相交织地包覆编织，编成空心绳，编织至一定长度后进行切断、打结和点胶，得到耐高温耐辐射的高强复合绳索。2.如权利要求1所述的一种耐高温耐辐射的高强复合绳索的制备方法，其特征在于：步骤S1中，将1股细度为100tex超高分子量聚乙烯纤维加捻制成直径为0.6mm的超高分子量聚乙烯纤维纱线。3.如权利要求2所述的一种耐高温耐辐射的高强复合绳索的制备方法，其特征在于：步骤S1中，加捻制作时，其中捻度为25T/10cm。4.如权利要求2所述的一种耐高温耐辐射的高强复合绳索的制备方法，其特征在于：步骤S1中，捻向为S或Z。5.如权利要求1所述的一种耐...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚浩然，刘可帅，庄燕，高冲，苏子毅，李久刚，金鑫鹏，刘洋，许多，石玉菲，
申请(专利权)人：武汉纺织大学，
类型：发明
国别省市：