[發(fā)明專利]一種聚乙烯單絲的制備方法及其設(shè)備

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211450853.6
• 申請(qǐng)日: 2022-11-19
• 公開（公告）號(hào): CN115747980A
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳忠志
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 漳州瑞泉網(wǎng)業(yè)制造有限公司
• 主分類號(hào): D01D5/08
• 分類號(hào): D01D5/08;D01D5/084;D01D5/088;D01D5/16;D01F1/10;D01F6/46
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本申請(qǐng)涉及單絲制備領(lǐng)域，尤其是涉及一種聚乙烯單絲的制備方法及其設(shè)備，其中方法包括將擠出的原絲置入冷卻水箱，在溫度10?15℃的水中冷卻；將冷卻凝固后的原絲進(jìn)行第一次預(yù)拉伸；導(dǎo)入100℃的熱水槽中進(jìn)行加熱軟化進(jìn)行第二次拉伸；將原絲置入第一道熱烘箱進(jìn)行加熱，第一道熱烘箱內(nèi)溫度160?180℃后進(jìn)行第三次拉伸；將原絲置入第二道熱烘箱進(jìn)行加熱，進(jìn)行第四次拉伸，得到成品單絲。本發(fā)明通過多級(jí)牽伸工藝增強(qiáng)增韌單絲，調(diào)整凝固浴濃度、預(yù)熱浴溫度、牽伸倍率等紡絲工藝參數(shù),嚴(yán)格地控制單絲截面形狀、絲條內(nèi)部細(xì)微結(jié)構(gòu)，使單絲結(jié)構(gòu)與性能得到優(yōu)化，得到韌性高和伸長(zhǎng)率低的單絲產(chǎn)品。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及聚乙烯單絲制備領(lǐng)域，尤其是涉及一種聚乙烯單絲的制備方法及其設(shè)備。

背景技術(shù)

單絲是合成纖維中--個(gè)極具特色的品種，其常用的原料主要有聚酯類(PET、PBT、PTT)、聚酰胺(PA)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)及聚氨酯(TPU)、聚醚酯(TPEE)、聚苯硫醚(PPS)等，根據(jù)功能化生產(chǎn)，廣泛應(yīng)用于拉鏈、牙刷、球拍、輸送帶、繩帶、織物、鞋帽、經(jīng)編間隔織物間隔層等。而在水域拖網(wǎng)捕撈、網(wǎng)箱、圍攔網(wǎng)養(yǎng)殖及釣魚線等方面，則要求單絲具有強(qiáng)韌性、耐磨、耐腐蝕、耐老化等特點(diǎn)，單絲必須具備高純、高強(qiáng)、高致密性和纖維表面結(jié)構(gòu)規(guī)整。聚乙烯單絲的熔融紡絲成型加工過程中，熱輥、熱板、熱箱等牽伸處理是一個(gè)重要的工序。牽伸可以使聚乙烯單絲中的高分子產(chǎn)生力學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)等方面的各向異性，有效地提高化學(xué)纖維的強(qiáng)度。通過加工方式的調(diào)整來控制聚乙烯單絲的物性，是獲得高質(zhì)量產(chǎn)品的一個(gè)方向。

目前現(xiàn)有技術(shù)中公開的熔融紡絲制備方法中，其超高分子量聚乙烯纖維強(qiáng)度在15-30cN/dtex左右，斷裂伸長(zhǎng)率為5-10％，其采用的粘均分子量大于100萬的超高分子量聚乙烯熔體粘度高,幾乎沒有流動(dòng)性，臨界剪切速率很低，易發(fā)生熔體破裂，加工性能差。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N聚乙烯單絲的制備方法及其設(shè)備，以得到強(qiáng)度高和伸長(zhǎng)率低的單絲產(chǎn)品。

一種聚乙烯單絲的制備方法，包括以下步驟：

將熔融態(tài)的聚乙烯切片進(jìn)行噴絲處理，獲得預(yù)處理原絲；

將預(yù)處理原絲于10-15℃條件下進(jìn)行水浴冷卻；

將水浴冷卻后的預(yù)處理原絲進(jìn)行第一次拉伸；

將第一次拉伸后的預(yù)處理原絲于95-105℃條件下進(jìn)行水浴加熱；

對(duì)水浴加熱后的預(yù)處理原絲進(jìn)行第二次拉伸；

將第二次拉伸后的預(yù)處理原絲于160-180℃條件下進(jìn)行第一次加熱處理；

對(duì)第一次加熱處理后的預(yù)處理原絲進(jìn)行第三次拉伸；

將第三次拉伸后的預(yù)處理原絲于110-120℃條件下進(jìn)行第二次加熱處理；

對(duì)第二次加熱處理后的預(yù)處理原絲進(jìn)行第四次拉伸，得到成品單絲。

通過采用上述技術(shù)方案，對(duì)從噴絲板孔擠出的熔融態(tài)高分子聚乙烯進(jìn)行牽伸,使其分子鏈沿拉伸力方向伸展,在拉伸力的傳遞下，改變縛結(jié)分子和纏結(jié)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)高倍拉伸和纖維的高性能化。并進(jìn)一步將預(yù)處理原絲進(jìn)行驟冷凝固浴，使大分子保持解纏結(jié)構(gòu)，從而控制形成的凍膠絲的取向度和規(guī)整性,進(jìn)一步保障后道拉伸性能。最后利用多道分級(jí)的加熱軟化拉伸工藝，延長(zhǎng)和平緩凍膠絲的凝固過程，使其內(nèi)外收縮同步，內(nèi)應(yīng)力均勻，合適的溫度和多次加熱、牽伸，有利于預(yù)處理原絲的牽伸取向，控制合適的預(yù)處理原絲結(jié)晶度，使生產(chǎn)的成品單絲拉伸強(qiáng)度達(dá)到8cN/dtex以上，斷裂伸長(zhǎng)率小于15％，可以滿足漁網(wǎng)用絲要求。

優(yōu)選的，所述第一次拉伸的倍率為3～5倍；所述第二次拉伸倍率為3～4倍；所述第三次拉伸的倍率為1～2倍，所述第四次拉伸的倍率為2～3倍。

通過采用上述技術(shù)方案，隨著拉伸倍率的變化，使預(yù)處理原絲在拉伸過程中結(jié)構(gòu)取向排列變多更加密實(shí)，力學(xué)性能發(fā)生由軟到韌的變化。

優(yōu)選的，所述聚乙烯切片由下列步驟制得：