uhmwpe冻胶纤维萃取干燥工艺研究

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1、UHMWPE冻胶纤维萃取干燥工艺研究论文摘要t—f超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)冻胶纤维具有许多卓越的性能，在工业及一些特殊的领域具有广泛的应用。本论文对UHMWPE冻胶纤维与其它高性能纤维进行比较，对其成形技术进行概述，并对已工业化的冻胶纺丝技术中．萃取干燥工艺的必要性，萃取机理以及最佳萃取干燥工艺条件的确定进行了深入地研究。r本文采用聚合体相对分子质量为600万，溶剂为馏程400℃左右的矿物油，聚合物浓度为12％。经溶胀、溶解，双螺杆纺丝制得初生UHMWPE冻胶纤维，放入盛丝桶内放置一段时间，待纤维充分相分离后进行随后

2、的萃取一拉伸处理。然后对冻胶纤维的萃取剂进行选择，通过数学公式的推导出扩散系数的计算公式，编写计算程序计算各萃取剂的扩散系数，萃取剂的扩散系数大小作为选择萃取剂优劣标准，同时综合考虑环境、价格等因素。对影响萃取剂扩散系数的一些因素进行分析。最终选定卤代烷烃和二甲苯作为本论文实验中的萃取剂，并对它们的萃取效果进行了比较。(同时本论文对萃取和干燥方式的选择进行深入研究。对静置和—超声萃取对萃取达平衡时间进行比较，从而得出超声萃取能缩短萃取时间，提高效率。对一次萃取和多次萃取对纤维除油效果，松弛萃取和张紧萃取，松弛干燥和张紧干燥后对纤维

3、结构和性能的影响进行比较，得出多次萃取和张紧萃取干燥必要性的结论。冻胶纤维的最佳萃取干燥的工艺条件包括最佳萃取时间，萃取浴比，干燥温度和干燥时间等。以卤代烷烃为萃取剂时，纤维最佳萃取时间为5．5min，最佳干燥温度为20℃左右，最佳干燥时间为3分钟左右。以二甲苯为萃取剂时纤维的最佳萃取时间为6min左右，最佳干燥温度为25℃左右，最佳干燥时间为12分钟左右，两种萃取剂最佳萃取浴比均为20毫升／克纤维左右。两萃取剂萃取纤维的平衡收缩率均为41％左右。通过扫描电子显微镜(SEM)、广角x射线衍射法(WAXD)、密度梯度法等一系列的测试

4、方法，观察了冻胶纤维在萃取干燥过程中纤维直径、截面形态、结晶度、密度等的变化，结果发现：(11冻胶纤维在松弛状态下萃取时，随萃取时间的增加，纤维直径变小，当萃取达到平衡后，纤维的直径基本保持不变。(2)萃取干燥后冻胶纤维内呈现大分子网络结构，随着萃取干燥过程中纤维收缩率增大，纤维内部网络骨架变粗，孔洞变大，纤维的直径变大。(3)随着纤维萃取干燥收缩率或纤维干燥温度的提高，纤维的结晶度随之增大。(4)随着纤维干燥温度的提高结晶度的增大，纤维密度增大，且纤维密度随其拉伸倍数增加而增大≯拶≯户～关键词：冻胶纤维UHMWPE萃取干：梁扩散

5、系数Studyoniheextractinganddryingtechnologyofgel-spunUHMWPEfibersAbstractGel—spunUHMWFEfibershaveplentyofexcellentpropertiesandbeenusedwidelyinthefieldofindustryandsomeotherspecialareas．Inthepaperthepropertiesofgel—spunUHMWPEfiberswerecomparedwithotherhigh-poweredfibers

6、，gel-spunspinningtechnologywassummarized，Thepaperalsoinvestigateddeeplythesignificanceofextractinganddryingtechnology,theextractingmechanismandtheoptimumextractinganddryingtechnologyofgel—spunUHMWPEfibers．Thepolyethyleneusedinthisexperimentwasultra-highmolecularweight

7、polyethylenewithanaveragemolecularweight6x106．Thedistillationrangeofmineraloilasthefibersolutionisabout400。C．12wt％polyethylenesolutioninmineraloilwasprepared．Thefirstlinggel—spunUHMWPEfiberswereproducedbyswelling，dissolvingandspinningfromtwoscrew．Placethefibersinatubf

8、orsometime，extractinganddrawingafterthefibers’phasewasseparated．Thenchoosingtheextractingagent，discussingtheextractingagent’