高浓度湿法冻胶纺丝制备UHMWPE纤维的研究

研究冻胶湿法路线制备时纺丝温度、溶胀温度、螺杆转速对于纤维强度的影响,通过设计正交试验确定最佳纺丝工艺.通过配置质量分数分别为12％和16％的纺丝溶液,研究黏均分子质量为57×104～ 330×104g/mol的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)树脂在不同纺丝溶液质量分数条件下制备成的纤维.结果 表明:影响纺丝强度的因素...     

UHMWPE冻胶纺丝中的降解行为及其对纤维性能的影响

采用双螺杆混炼挤出机溶胀、溶解和挤出纺丝技术制备超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)冻胶纤维,经热管拉伸得到UHMWPE纤维,研究了冻胶纺丝工艺及后续热拉伸对UHMWPE纤维黏均相对分子质量(M_η)的影响,以及M_η与UHMWPE成品纤维力学性能、热性能、抗蠕变性能及耐磨性能的关系。结果表明:螺杆转速、溶解温度及溶液浓度变化引起的物料高温停留时间和受剪切强度变化对UHMWPE分子降解程度有很大的影响,超倍热拉伸工艺对UHMWPE分子降解影响不大;在UHMWPE溶解均匀的情况下,纤维强度、抗蠕变及耐磨性能随冻胶纤维M_η的增大而增大,且纤维结晶度增加,熔点升高;而UHMWPE溶解条件不佳时,冻胶纤维M_η最高,但纤维表面呈现不均匀凸起,纤维综合性能也变差。     

超大长径比双螺杆挤出机制备聚丙烯腈初生纤维

采用自主研发的超大长径比(136)双螺杆挤出机实现了PAN初生纤维的纺丝制备,研究了PAN粉料质量分数(16%、20%、24%)、双螺杆挤出机机筒温度(50、60、70℃)、循环挤出次数(0、1、2)对PAN初生纤维力学性能及表面形貌的影响。结果表明,PAN初生纤维的拉伸强度随质量分数、机筒温度和循环挤出次数的增加而增大;PAN初生纤维的断裂伸长率随质量分数和循环挤出次数的增加而减小,随机筒温度的升高而增大;随着循环挤出次数增加,纤维表面越来越规整,缺陷逐渐减少。研究结果为利用超大长径比双螺杆挤出机制备出性能更好的PAN初生纤维奠定了基础。     

PET熔融挤出后的特性黏数变化

分别使用单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、反应型挤出机挤出聚对苯二甲酸乙二酯(PET),研究其在不同挤出温度、不同螺杆转速下熔融挤出后PET的特性黏数变化情况。使用双螺杆挤出机时,PET降解最严重,特性黏数平均降低23.5%。使用单螺杆挤出机:在较低挤出温度时挤出产物基本不降解;在高温时挤出产物降解明显,挤出温度每提高10℃,产物特性黏数平均降低5.8%;较高的螺杆转速有利于防止PET的降解;原料含水量越低,PET分子越不易降解。使用反应型挤出机时,PET热降解程度大于使用单螺杆挤出机。PET最适合使用单螺杆挤出机,在较低挤出温度、较高螺杆转速、物料经过烘干的情况下进行熔融挤出加工。     

双螺杆反应器制备高分子量聚乳酸的研究

利用双螺杆挤出机将低分子量的乳酸预聚物在挤出机上进一步缩聚,制备出较高分子量的聚乳酸。研究了反应挤出温度、催化剂用量及螺杆转速等因素对该缩聚反应的影响。结果表明,当反应温度为160℃,催化剂用量为0.5%,螺杆转速为30 r/min时,聚乳酸的分子量能得到最大程度的提高。     

高浓度超高相对分子质量聚乙烯冻胶纤维的萃取工艺

以超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)放流冻胶丝为原料,经过切粒机切碎和静置脱油,得到UHMWPE质量分数15%、20%、25%的冻胶颗粒,经纺丝机纺丝制得相应UHMWPE质量分数的冻胶丝。通过对UHMWPE质量分数不同的3种冻胶纺纤维的萃取温度、萃取时间、超声波功率和预拉伸倍数等影响因素进行研究,发现冻胶纤维萃取后残余含油率随萃取温度升高而减少,温度升高至40℃时,残余含油率变化减缓。随着冻胶纤维UHMWPE质量分数的提高,其结构更加紧密,包含在其中的白油溶剂更加难以去除,需要更高的萃取温度或者更长的萃取时间。此外,加大萃取时施加的超声波功率、预拉伸倍数或者加大萃取液新液补充流量,可以明显提高萃取效果。     

双螺杆反应挤出合成PA6/蒙脱土纳米纺丝切片

采用己内酰胺作单体,通过双螺杆反应挤出的方法合成了PA6/蒙脱土纳米纺丝切片。设计了合理的螺杆组合方式,设定了双螺杆筒体温度,选择适当的螺杆转速,所得到的切片相对分子质量适当,分布较小,适宜纺制纤维。采用WAXD、DSC对切片进行分析表明,单体在蒙脱土硅酸盐片层中插层聚合。用该切片纺制成的纤维强度为5.35cN/dtex,伸长28.1％,模量52.42cN/dtex,比纯PA6有所提高。     

利用双螺杆挤出机溶解聚丙烯腈

为了提高生产效率,简化操作步骤,并制得质量稳定的高黏均分子量(M_η)聚丙烯腈(PAN)纺丝原液,研究了利用双螺杆挤出机溶解PAN的新方法。二阶螺杆采用T形搭配方式,并在出料口加装过滤装置。溶剂的选择在PAN溶解理论的基础上综合考虑了不同溶剂的溶解能力,找到了适合螺杆溶解要求的混合溶剂。同时将制得的溶液利用干喷湿纺工艺进行纺丝,得到线密度小、高强度的原丝,以验证此体系的可靠性。结果表明此溶解方式可以满足高性能PAN原丝的纺丝要求,同时产出溶液质量稳定且效率更高。     

发泡剂与螺杆转速对PP等挤出发泡性能的影响

以BIH40为发泡剂,采用挤出成型工艺,分别制备了聚丙烯(PP),低密度聚乙烯(PE–LD)和聚乳酸(PLA)挤出发泡材料,研究了发泡剂含量和螺杆转速对这3种发泡材料挤出发泡性能的影响。结果表明,当螺杆转速为26 r/min时,随着发泡剂含量从0.5%增加到2.0%,3种发泡材料的发泡倍率均逐渐增大,PP和PE–LD的泡孔平均尺寸也增大,而PLA的泡孔尺寸先增大后减小。当发泡剂质量分数为2.0%时,随着螺杆转速从26 r/min提高到42 r/min,PP的发泡倍率增大,泡孔平均尺寸减小;PE–LD的发泡倍率和泡孔平均尺寸均先增大后减小;PLA的发泡倍率基本不变,泡孔平均尺寸略有下降。当发泡剂BIH40质量分数为2.0%时,在相同螺杆转速下,PLA的发泡性能要优于PP和PE–LD,其泡孔尺寸较PP和PE–LD更小更均匀,单位面积上的泡孔数量明显高于PP和PE–LD。     

无卤阻燃改性超高分子量聚乙烯纤维的制备及性能

通过氮磷系阻燃剂复配方式,以三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)为主阻燃剂,二乙基次膦酸铝(ADP)为协效阻燃剂,六方氮化硼(h-BN)为杂化改性剂,白油为溶剂,制备了无卤阻燃超高分子量聚乙烯(PE-UHMW)纤维。首先对阻燃剂粉体进行干燥、表面处理,然后与白油共混,经过超声波液相分散、研磨机高速研磨,得到无卤阻燃浆料。将此阻燃浆料分散到PE-UHMW纺丝原液中,经双螺杆挤出机挤出得到冻胶丝,冻胶丝经过溶剂萃取、干燥、热牵伸,最终得到阻燃PE-UHMW纤维,对纤维的阻燃性能和力学性能进行表征。结果表明,通过研磨机的反复研磨,可将粉体粒径降低到百纳米级别,更易于在PE-UHMW溶胀液中分散,且极大地提升了阻燃纤维的可纺性;杂化改性剂提升了复配阻燃剂的阻燃性和材料的阻燃等级,当h-BN质量分数为4%时,阻燃剂质量分数可以到20%,PE-UHMW纤维的极限氧指数值达到27.5%,材料阻燃等级达到V-0级;通过一系列改性手段,可使PE-UHMW纤维在添加大量的阻燃粉体后,仍能保持良好的可纺性,且改性对纤维力学性能影响较小,拓宽了PE-UHMW纤维的应用领域,提升其使用价值。     

高相对分子质量PE的增塑熔融纺丝 Ⅰ.纺丝工艺

采用石蜡增塑高相对分子质量ＰＥ后纺丝并经高倍拉伸制备高强高模纤维。此法比凝胶纺丝法工艺简单，产率高，成本低。该文研究了高相对分子质量ＰＥ和石蜡共混物的热性能、流变性、可纺性和纺丝工艺。     

高相对分子质量PE的增塑熔融纺丝 Ⅱ.拉伸工艺和纤维的结构性能

采用石蜡增塑高相对分子质量ＰＥ后纺丝并经高倍拉伸制备高强高模纤维。此法比凝胶纺丝法工艺简单,产率高、成本低。该法研究了高相对分子质量ＰＥ和石蜡共混初生纤维的萃取拉伸工艺和拉伸纤维的结构性能。     

超高相对分子质量聚丙烯腈浓溶液的制备

通过高速搅拌剪切，使超高分子对质量聚丙烯腈（ＰＡＮ）冻胶体系中缠结网络结构破坏，粘度降低，提高溶液浓度，以满足纺制高性能冻胶纺ＰＡＮ纤维的需要，当高速搅拌条件为间隙０．２８ｍｍ剪切速率４２０ｒ／ｍｉｎ时，可解除天生缠结，适宜的搅拌剪切条件是制行适合冻胶纺的超高相分子质量ＰＡＮ溶液的关键。     

HDPE在少量HMWPE和剪切应力双重诱导作用下结构与性能的关系

将少量高分子量聚乙烯(HMWPE)和动态剪切应力场同时引入到高密度聚乙烯(HDPE)的注射成型过程中,在双重诱导的作用下制备了性能良好的聚合物材料,其拉伸强度和缺口冲击强度都有大幅度提高;同时通过形态表征(差示扫描量热、广角X射线衍射、扫描电子显微镜分析)对增强增韧的机理进行了探讨。     

柔性链聚合物制取超高强高模纤维的研究进展

论述了用超高相对分子质量柔性链聚合物制取超高强高模纤维的研究开发状况,凝胶纺丝技术的基本原理和工艺特征,所制得的具有高强度、高模量纤维的性能和应用领域     

超高分子量聚乙烯溶解均匀性研究

超高分子量聚乙烯纤维生产工艺中,超高分子量聚乙烯溶解设备普遍使用双螺杆挤出机。文章研究了如何使用双螺杆挤出机,具体涉及到螺纹元件的组合、双螺杆挤出机的转速以及各区温度控制等关键技术,制备溶解均匀的超高分子量聚乙烯溶液,以达到纺丝要求。     

Study on gel‐spinning process of ultra‐high molecular weight polyethylene

An ultra‐high molecular weight polyethylene (UHMW‐PE) fiber was prepared by gel spinning using general kerosene as the solvent and gasoline as the extraction solvent. The process of the phase separation of gel as‐spun, spun under various spinning conditions, was investigated. Its extracting and drying process were also studied. The results reveal that the gel as‐spun, spun under a lower spin draft and a lower spin quenching temperature, extracted in times and dried under free‐shrinkage, exhibits a good afterdrawability that eventually endows the fiber with excellent mechanical behaviors. © 1999 John Wiley & Sons, Inc. J Appl Polym Sci 74: 670–675, 1999     

芳纶1414纺丝过程中聚合体的相对分子质量变化及其控制

芳纶1414是一种高强、高模、耐高温的高性能纤维。聚合体的相对分子质量对纤维的强度有很大的影响。在纺丝过程中,影响聚合体PPTA相对分子质量的因素有很多。在500t/a规模芳纶1414生产线上系统研究了硫酸浓度、溶解温度、溶解方式以及纺程中其它影响PPTA分子质量的因素,并提出合理的控制措施,为1000t/a规模生产线奠定一定的数据基础。     

用于制备高强Lyocell纤维的纤维素混合浆粕的研究

研究了在高聚合度的纤维素浆粕中添加少量的中等聚合度浆粕,所形成的混合浆粕的纺丝情况及得到的Lyocell纤维的性能。在此基础上,利用凝胶渗透色谱法(GPC)测定了混合浆粕的相对分子质量及其分布,分析了混合浆粕的相对分子质量及其分布对可纺性及纤维性能的影响。结果表明:这种混合浆粕的相对分子质量分布明显变宽,其中高相对分子质量的峰几乎没有变化,但中低相对分子质量部分含量增多,出现了较小的中低相对分子质量峰。这些中低相对分子质量部分的纤维素起了增塑作用,使加工更容易,而高相对分子质量部分则赋予纤维良好的力学性能。