无定形、高取向聚乙烯长丝的制备方法技术

本发明专利技术属于纺织新材料领域，特别是涉及一种采用高密度聚乙烯制备无定形、高取向聚乙烯长丝的方法。该方法包括下列步骤：1）将高密度聚乙烯母粒，经熔融纺丝机料斗，由喷丝头喷出，并以3～5倍牵伸，得到初生丝；2）将初生丝送入热处理甬道，经过一次牵伸后，迅速进入骤冷环境；3）将一次牵伸丝再次送入相同环境热处理甬道经二次牵伸，再次迅速进入骤冷环境；4）将二次牵伸丝送入热处理甬道经三次牵伸，迅速进入冷处理环境。本发明专利技术利用多次热牵伸和冷处理技术，制备无定形、高取向聚乙烯长丝，该方法工艺简单，所制备的聚乙烯长丝纤维结构特征为无定形、高取向。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于纺织新材料领域，特别是涉及一种采用高密度聚乙烯制备无定形、高取向聚乙烯长丝的方法。
技术介绍
近几年，纤维的高性能、高功能和新结构一直是研究者对化纤材料研究的重点，由于聚乙烯结构简单、性能优良，且来源丰富，具有高模量、高强度、耐腐蚀以及优异的介电性能，特别是它的密度很低，是所有高性能纤维中密度最低的，一经问世，就引起材料科学家的广泛兴趣，发展迅速，在航天、兵器等军事部门以及体育运动器材等民用领域获得广泛的应用，科学家们一直致力于聚乙烯纤维新型纤维的开发研究，现在研究较多的高强高模聚乙烯纤维密度小，具有高的强度和模量且纤维的柔软性较好，具有较好的耐疲劳和耐摩擦性能，但是由于高强高模聚乙烯纤维的断裂伸长率较小，在织造过程中易出现断经断纬现象，不易织造成型。但聚乙烯独特的性能，能被广泛应用于多个领域，倍受研究人员与生产企业的青睐。以聚乙烯为原料，制备一种具有无定形、高取向聚乙烯长丝尤为重要
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种结晶度小、取向度，制备工艺简单的高的。为实现上述目的，本专利技术的方法包括下列步骤I)将高密度聚乙烯母粒，经熔融纺丝机料斗，由喷丝头喷出，并以3 5倍牵伸，得到初生丝；2)将初生丝送入热处理甬道，经过一次牵伸后，迅速进入骤冷环境；3)将一次牵伸丝再次送入相同环境热处理甬道经二次牵伸，再次迅速进入骤冷环境;4)将二次牵伸丝送入热处理甬道经三次牵伸，迅速进入冷处理环境。所述的高密度聚乙烯分子量在5万到50万之间。所述的步骤I)熔融纺丝中，熔融纺丝机的各区温度分别控制在140 145°C、145 155°C、155 175°C、175 180°C。所述的步骤2)、步骤3)和步骤4)热处理甬道温度为80 90°C。所述的步骤2)和步骤3)骤冷环境是低温水浴甬道，温度在0°C 20°C。所述的步骤4)冷处理环境是液氮冷风甬道，温度在-15°C -10°C。本专利技术利用多次热牵伸和冷处理技术，制备无定形、高取向聚乙烯长丝，该方法工艺简单，所制备的聚乙烯长丝纤维结构特征为无定形、高取向。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步阐述本专利技术，应理解，这些实例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。此外应理解，在阅读了本专利技术讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本专利技术作工作改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。实施例I :采用高密度聚乙烯原料，利用多次热牵伸和骤冷处理技术，制备一种无定形、高取向聚乙烯长丝的方法，包括下列步骤I)将高密度聚乙烯母粒，经熔融纺丝机料斗，由喷丝头喷出，并以3倍牵伸，得到结晶度为60%左右，取向度为10%左右的初生丝；所述聚乙烯母粒分子量为5万；所述熔融纺丝机的各区温度分别控制在140°C、150°C>155°C>175°C ；2)将喷丝头喷出的初生丝送入温度为80°C的热处理甬道，同时给以10倍牵伸，并迅速进入15°C的低温水浴甬道，进行骤冷处理，得到结晶度为40%左右，取向度为40%的一次牵伸丝；3)再将一次牵伸丝送入温度为80°C的热处理甬道，同时给以20倍牵伸，并迅速进入15°C的低温水浴甬道，进行骤冷处理，得到结晶度为15%左右，取向度为70%左右的二次牵伸丝；4)将二次牵伸丝送入温度85°C热处理甬道，同时给以20倍牵伸，迅速进入10°C液氮冷风甬道进行骤冷处理，得到无定形、高取向的聚乙烯长丝。红外光谱法和声模量法分别测得无定形、高取向的聚乙烯长丝，结晶度小于5%，取向度大于95%。实施例2 采用高密度聚乙烯原料，利用多次热牵伸和骤冷处理技术，制备一种无定形、高取向聚乙烯长丝的方法，包括下列步骤I)将高密度聚乙烯母粒，经熔融纺丝机料斗，由喷丝头喷出，并以4倍牵伸，得到结晶度为65%左右，取向度为15%左右初生丝；所述聚乙烯母粒分子量为20万；所述熔融纺丝机的各区温度分别控制在145°C、155°C>175°C>190°C ；5)将喷丝头喷出的初生丝送入温度为90°C的热处理甬道，同时给以8倍牵伸，并迅速进入20°C的低温水浴甬道，进行骤冷处理，得到结晶度为45%，取向度为40% —次牵伸丝；6)再将一次牵伸丝送入温度为90°C的热处理甬道，同时给以25倍牵伸，并迅速进入20°C的低温水浴甬道，进行骤冷处理，得到结晶度为25%左右，取向度为65% 二次牵伸丝；7)将二次牵伸丝送入温度90°C热处理甬道，同时给以20倍牵伸，迅速进入15°C液氮冷风甬道进行骤冷处理，得到无定形、高取向的聚乙烯长丝。红外光谱法和声模量法分别测得无定形、高取向的聚乙烯长丝，结晶度小于8%，取向度大于90%。实施例3 采用高密度聚乙烯原料，利用反复热牵伸和骤冷处理技术，制备一种无定形、高取向聚乙烯长丝的方法，包括下列步骤I)将高密度聚乙烯母粒，经熔融纺丝机料斗，由喷丝头喷出，并以5倍牵伸，得到结晶度为70%左右，取向度为15%左右的初生丝；所述聚乙烯母粒分子量为50万；所述熔融纺丝机的各区温度分别控制在150°C、170°C>180°C>210°C ；8)将喷丝头喷出的初生丝送入温度为80°C的热处理甬道，同时给以5倍牵伸，并迅速进入13°C的低温水浴甬道，进行骤冷处理，得到结晶度为50%左右，取向度为30%左右一次牵伸丝；9)再将一次牵伸丝送入温度为80°C的热处理甬道，同时给以40倍牵伸，并迅速进 入13°C的低温水浴甬道，进行骤冷处理，得到结晶度为20%左右，取向度为70%左右的二次牵伸丝；10)将二次牵伸丝送入温度为90°C热处理甬道经三次牵伸，同时给以20倍牵伸，迅速进入10°C液氮冷风甬道进行骤冷处理，得到无定形、高取向的聚乙烯长丝。红外光谱法和声模量法分别测得无定形、高取向的聚乙烯长丝，结晶度小于10%，取向度大于90%。权利要求1.一种，其特征在于包括下列步骤 1)将高密度聚乙烯母粒，经熔融纺丝机料斗，由喷丝头喷出，并以3 5倍牵伸，得到初生丝； 2)将初生丝送入热处理甬道，经过一次牵伸后，迅速进入0°C 20°C骤冷环境； 3)将一次牵伸丝再次送入相同环境热处理甬道经二次牵伸，再次迅速进入0°C 20°C骤冷环境； 4)将二次牵伸丝送入热处理甬道经三次牵伸，迅速进入-15°C -10°C冷处理环境； 所述的步骤2)、步骤3)和步骤4)热处理甬道温度为80 110°C。2.根据权利要求I所述的，其特征在于所述的高密度聚乙烯分子量在5万到50万之间。3.根据权利要求I所述的，其特征在于所述的步骤I)熔融纺丝中，熔融纺丝机的各区温度分别控制在140 150°C、145 170°C、155 190°C>175 210°C。4.根据权利要求I所述的，其特征在于所述的步骤2)和步骤3)骤冷环境是低温水浴甬道。5.根据权利要求I所述的一种无定形、高取向特种纤维的制备方法，其特征在于所述的步骤4)冷处理环境是液氮冷风甬道。全文摘要本专利技术属于纺织新材料领域，特别是涉及一种采用高密度聚乙烯制备无定形、高取向聚乙烯长丝的方法。该方法包括下列步骤1)将高密度聚乙烯母粒，经熔融纺丝机料斗，由喷丝头喷出，并以3～5倍牵伸，得到初生丝；2)将初生丝送入热处理甬道，经过一次牵伸后，迅速进入骤冷环境；3)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无定形、高取向聚乙烯长丝的制备方法，其特征在于包括下列步骤：？？1）将高密度聚乙烯母粒，经熔融纺丝机料斗，由喷丝头喷出，并以3～5倍牵伸，得到初生丝；？？2）将初生丝送入热处理甬道，经过一次牵伸后，迅速进入0℃～20℃骤冷环境；？？3）将一次牵伸丝再次送入相同环境热处理甬道经二次牵伸，再次迅速进入0℃～20℃骤冷环境；？？4）将二次牵伸丝送入热处理甬道经三次牵伸，迅速进入？15℃～？10℃冷处理环境；所述的步骤2）、步骤3）和步骤4）热处理甬道温度为80～110℃。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓广，黄年华，周晓洁，张会娟，
申请(专利权)人：江苏纺科新复合材料有限公司，
类型：发明
国别省市：