專利名稱：聚乙烯單絲高溫高倍牽伸工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及漁用聚乙烯單絲的生產(chǎn)方法，尤其是牽伸工藝。
背景技術(shù)：
漁用聚乙烯單絲是采用高密度聚乙烯原料，經(jīng)塑料擠出機熔融擠出并經(jīng)噴絲板噴出、冷卻得到初生絲；然后將初生絲在一定溫度下進行熱牽伸而成漁用聚乙烯單絲。初生絲力學(xué)性能差，采用熱牽伸是提高聚乙烯單絲強度性能的主要手段，只有經(jīng)過牽伸以后使單絲內(nèi)分子取向，才能賦予其優(yōu)良的力學(xué)性能。在一定的加熱介質(zhì)和溫度條件下，單絲的強度隨著牽伸倍數(shù)的增加而提高，斷裂伸長率減??；然而，當牽伸倍數(shù)超出適度范圍時，在工藝上將無法滿足連續(xù)化生產(chǎn)的要求，而且單絲的強度性能以及綜合性能也將大幅度下降。目前，漁用聚乙烯單絲生產(chǎn)中的熱牽伸以水為加熱介質(zhì)，水溫95℃左右，牽伸倍數(shù)只能達到8～10倍。SC5005-1988標準中漁用聚乙烯單絲優(yōu)等品強度指標分別為斷裂強度56cN/tex；單絲結(jié)節(jié)強度39cN/tex。為了提高聚乙烯單絲的力學(xué)性能，除了需要提高加熱介質(zhì)的溫度來提高牽伸倍數(shù)之外，還需要有與改變加熱介質(zhì)相適應(yīng)的工藝方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是提高聚乙烯單絲的牽伸率以提高漁用聚乙烯單絲的強度性能。
本發(fā)明的技術(shù)方案包括采用高密度聚乙烯原料、融法紡絲和熱牽伸工藝設(shè)備，其特征是將高密度聚乙烯原料用長徑比為25∶1的單螺桿擠出機熔融，并配用長徑比8∶1的噴絲板制成初生絲；初生絲以乙二醇為牽伸加熱介質(zhì)，將加熱介質(zhì)溫度控制在112℃～124℃的范圍內(nèi)，牽伸12.6～15.7倍后，采用氣流法快速冷卻、收卷聚乙烯單絲。
采用本方法生產(chǎn)的聚乙烯單絲斷裂強度和結(jié)節(jié)強度分別達到85cN/tex和47cN/tex，同時采用氣流法快速冷卻可清除并回收單絲在牽伸槽內(nèi)牽伸后高速拉出時殘留在單絲表面的加熱介質(zhì)，使高溫、高倍牽伸后的單絲快速冷卻，提高經(jīng)熱牽伸后單絲內(nèi)部分子鏈沿牽伸方向取向的保持率，從而提高單絲抗拉性能。以本方法制造的聚乙烯單絲應(yīng)用于漁業(yè)生產(chǎn)，在網(wǎng)線強力相同的條件下，可使材料的消耗量降低26％，同時由于網(wǎng)線直徑減小了17％，從而提高網(wǎng)具的濾水性能，尤其在應(yīng)用于拖網(wǎng)漁具后，對降低拖網(wǎng)阻力，提高網(wǎng)具的捕撈生產(chǎn)效率有顯著作用。應(yīng)用本方法生產(chǎn)的高強度聚乙烯單絲材料制成的拖網(wǎng)經(jīng)拖網(wǎng)水池模型試驗及生產(chǎn)應(yīng)用結(jié)果說明在相同的生產(chǎn)條件下捕撈效率平均提高11.5％，生產(chǎn)能耗可降低2.3％，總體經(jīng)濟效益提高12～13％的技術(shù)效果。
具體實施例方式
實施例一以牌號為5000S的高密度聚乙烯為原料，采用長徑比為25∶1的單螺桿擠出機，三段料筒溫度分別控制在195～200℃、240～245℃和265～270℃，噴絲板溫度控制在265～270℃，紡絲速度為10m/min，冷卻結(jié)晶溫度為50～60℃，制備初生絲；初生絲以乙二醇為牽伸加熱介質(zhì)，溫度控制在122～124℃，加熱區(qū)間長度為60cm，單絲在加熱牽伸以后和以前的線速度比為15.7，牽伸后的單絲經(jīng)氣流法快速冷卻、收卷，得到直徑為0.19mm、線密度為34tex、斷裂強度為85cN/tex、斷裂伸長率18％、單絲結(jié)節(jié)強度為43cN/tex，適用于大規(guī)格漁用網(wǎng)線和繩索之用的高強度漁用聚乙烯單絲。
實施例二以牌號為5000S的高密度聚乙烯為原料，采用長徑比為25∶1的單螺桿擠出機，三段料筒溫度分別控制在195～200℃、240～245℃和265～270℃，噴絲板溫度控制在265～270℃，紡絲速度為15m/min，冷卻結(jié)晶溫度為50～60℃，制備初生絲；初生絲以乙二醇為牽伸加熱介質(zhì)，控制溫度在116～118℃，加熱區(qū)間長度為80cm，單絲在加熱牽伸以后和以前的線速度比為12.6，牽伸后的單絲經(jīng)氣流法快速冷卻、收卷，得到直徑為0.21mm、線密度為40tex、斷裂強度為68cN/tex、斷裂伸長率15％、單絲結(jié)節(jié)強度為47cN/tex，適于小規(guī)格漁用網(wǎng)線制作用的高強度漁用聚乙烯單絲。
權(quán)利要求
1.聚乙烯單絲高溫高倍牽伸工藝方法采用高密度聚乙烯原料、融法紡絲和熱牽伸工藝設(shè)備，其特征是將高密度聚乙烯原料用長徑比為25∶1的單螺桿擠出機熔融，并配用長徑比8∶1的噴絲板制成初生絲；初生絲以乙二醇為牽伸加熱介質(zhì)，將加熱介質(zhì)溫度控制在112℃～124℃的范圍內(nèi)，牽伸12.6～15.7倍后，采用氣流法快速冷卻、收卷聚乙烯單絲。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚乙烯單絲高溫高倍牽伸工藝方法，其特征是以牌號為5000S的高密度聚乙烯原料，單螺桿擠出機三段料筒溫度分別控制在195～200℃、240～245℃和265～270℃，噴絲板溫度控制在265～270℃，紡絲速度10m/min，冷卻結(jié)晶溫度為50～60℃，制備初生絲；加熱介質(zhì)溫度控制在122～124℃，加熱區(qū)間長度60cm，單絲在加熱牽伸以后和以前的線速度比為15.7。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚乙烯單絲高溫高倍牽伸工藝方法，其特征是以牌號為5000S的高密度聚乙烯為原料，單螺桿擠出機三段料筒溫度分別控制在195～200℃、240～245℃和265～270℃，噴絲板溫度控制在265～270℃，紡絲速度為15m/min，冷卻結(jié)晶溫度為50～60℃，制備初生絲；加熱介質(zhì)溫度控制在116～118℃，加熱區(qū)間長度為80cm，單絲在加熱牽伸以后和以前的線速度比為12.6。
全文摘要
聚乙烯單絲高溫高倍牽伸工藝方法，本發(fā)明涉及漁用聚乙烯單絲的生產(chǎn)方法，尤其是牽伸工藝，需要解決的技術(shù)問題是提高聚乙烯單絲的牽伸率以提高漁用聚乙烯單絲的強度性能。本發(fā)明的技術(shù)方案采用高密度聚乙烯原料、融法紡絲和熱牽伸工藝設(shè)備，其特征是將高密度聚乙烯原料用長徑比為25∶1的單螺桿擠出機熔融，配用長徑比8∶1的噴絲板制成初生絲；初生絲以乙二醇為牽伸加熱介質(zhì)，將加熱介質(zhì)溫度控制在112℃～124℃的范圍內(nèi)，牽伸12.6～15.7倍后，采用氣流法快速冷卻、收卷聚乙烯單絲。本發(fā)明用于漁用聚乙烯單絲生產(chǎn)。
文檔編號D01D5/12GK1590603SQ0315053
公開日2005年3月9日 申請日期2003年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月25日
發(fā)明者王魯民, 陳雪忠, 胡萍, 施錦飛, 劉文潔, 張勛 申請人:中國水產(chǎn)科學(xué)研究院東海水產(chǎn)研究所