国内超高分子量聚乙烯纤维生产概况.doc

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1、国内超高分子量聚乙烯纤维生产概况 超高分子量聚乙烯纤维是一种新材料，它的应用领域很广泛，从航空航天到国防军事，再到民用绳网，都有着它广阔的应用市场和开发领域。目前国内此纤维的产业化生产，大约已有13年了。早期投产的有三家，分别在宁波、湖南、北京。三家的生产方式各有不同，产品也各有千秋。但是，由于此种纤维的自身特性和超高分子量的特点，它与一般常规化纤的生产有着很大差异。常规化纤[短纤]的总欠伸倍数一般为：几倍--20倍就可以了，而这种冻胶纤维的总欠伸倍数要100多倍，为何要拉伸这麽多倍呢？这是由于溶剂的存在，使纤维中链缠结交联点的数目减少而至。也就是说，此种纤维，它从纺丝喷丝板

2、到产品成型需要一段漫长的过程才能实现，过程长了，环节就多了，控制起来，困难自然也就多了。它就像一条链子，不论少了哪一环，整条链子都会断裂。   在生产的每一个过程中，要严格控制纤维的外在技术指标，更要掌握、了解纤维的内在分子结构变化，看它内在结构的变化，符合不符合它在这一工段中所能达到的工艺要求。换句话说：纤维在每一道生产过程中，它的内外技术指标变化是不是人们所希望应达到的状态。所以，在生产过程中，半成品的物检、化验是不可缺少的中间控制手段。   要想生产出合格的产品，并且要达到一定的制成率，确实不易。目前，在这一领域的理论认知程度，还有待于进一步的研究提高，特别是成熟的大规

3、模产业化生产技术，还不是十分成熟。情况不一，大体上分析：有技术问题，有设备问题，还有的是控制方法问题。当然，人员、资金问题也不能排除。   超高分子量聚乙烯纤维的生产是高科技，生产过程中每一道环节的控制，都很严谨，控制精度很高。有的工段，温度相差1度，线速度相差0.1米/分，就会产生大量毛丝及断头，造成缠辊现象，而常规化纤的生产就不需如此严格。纤维的制作，总体上说与常规聚酯短纤的制作有相似之处。它的主要生产工序如下：原料的制备——双螺杆挤压机——纺丝箱——喷丝板——萃取——干燥——加热牵伸——卷绕成型。原料的制备：目前，国内外原料的制备方法不一，采用的溶剂不同，含固量也不一样

4、。所以，没有固定的统一模式，生产制作的设备差异也很大，而常规熔融纺是不加溶剂的。但不论采取那种方式，最终都能达到所需的效果。因生产是连续化的，所以原料的配比不能有波动，要求始终均匀一致。虽然含固量的提高，是提高产量的重要手段之一，但拉伸比也随之提高，整体车速都要响应加快，增加了操作难度，毛丝的产生量相比明显增多，不易把握。但，若能将含固量的百分比控制在适当的浓度内，还是可以的，要根据自身情况，量力而行。提高计量泵的转速也是提高产量的有效手段之一。双螺杆挤压机：螺杆挤压机对物料起着输送—搅拌—加热—加压等作用。首先，进入“螺杆”之前的浆料要脱泡，不能含有水汽，物料在输送过程中，

5、要得到充分的混练搅拌。各区的加热温度，要结合螺杆上捏合块的位置加以设定，并且要保证一定的输送压力。螺杆捏合块的设定，理论性很强，不同的组合，对物料的搅拌，会有不同的效果。纺丝箱：它的作用主要是保温；控温；均匀的将物料分配到每一个纺丝组件。喷丝板：由计量泵将物料挤压变为丝条，就是通过喷丝板实现的，板的孔径大小及刨面形状是它的重要技术参数，它对纤维的成型及拉伸性能的好坏，起着至关重要的作用。这一环节，可以称作生产当中的龙头之处。纺丝箱和喷丝板处的温度是统一整体考虑的，温度的设定参数，是通过观察喷出丝的熔融状态而设定的。要想控制好它，是需要有一些具体技术条件和实践经验来判断。。萃取

6、：主要是将丝条中大量的溶剂萃取、置换出来，从而得到“纯”度的高强度聚乙烯纤维。萃取剂的选取，厂家各有不同，生产工艺也不一样。到目前为止，很难找到一种即经济实用、安全环保，萃取效果又好，还无毒、无味的理想萃取剂[在国际上，也是一个长期不宜解决的难题]。   从纺丝到萃取这一工段中，丝条随机不断的拉伸，从外观上看，由粗变细，由半透明到半乳白，丝的可拉伸性也逐渐提高，有了一点“强度”。若从丝的内部看，原料的分子结构并无大的变化，大分子之间没有定向排列，还是处在无序状态，分子之间被大量的溶剂包裹隔离着，不能形成分子链，若分子链形不成，丝也就不可能有真正的强力。而这时的纤维内部，实际上

7、象是一个圆管型网状体，聚乙烯的分子颗粒在其管网之中，随着纤维的不断拉伸变细，溶剂不断的析出，管网的形状也由圆到长，由梳到密，物料分子之间密度逐渐增加，大分子的排列，也由紊乱状态向部分有序状态逐步转变。干燥：干燥工序，主要目的是将粘于丝条上的萃取剂祛除烘干，以备牵伸之用。这道工序控制起来，看似简单，实为较难，在工艺温度及张力上稍有掌握不当，就会产生大量的并丝、疆丝现象，导致半成品丝束无法继续加工。干燥温度和干燥长度的把握是其关键所在。此工序不可小视，它直接关系到后牵伸的产品质量。加热牵伸：超高分子量聚乙烯