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超高分子量聚乙烯纖維的生產(chǎn)流程

超高分子量聚乙烯纖維的主要生產(chǎn)工序如下：原料的制備――雙螺桿擠壓機(jī)――紡絲箱――噴絲板――萃取――干燥――加熱牽伸――卷繞成型。 主要是將絲條中大量的溶劑萃取、置換出來(lái)，從而得到“純”度的高強(qiáng)度聚乙烯纖維。萃取劑的選取，廠家各有不同，生產(chǎn)工藝也不一樣。到目前為止，很難找到一種即經(jīng)濟(jì)實(shí)用、安全環(huán)保，萃取效果又好，還無(wú)毒、無(wú)味的理想萃取劑[在國(guó)際上，也是一個(gè)長(zhǎng)期不宜解決的難題]。
從紡絲到萃取這一工段中，絲條隨機(jī)不斷的拉伸，從外觀上看，由粗變細(xì)，由半透明到半乳白，絲的可拉伸性也逐漸提高，有了一點(diǎn)“強(qiáng)度”。若從絲的內(nèi)部看，原料的分子結(jié)構(gòu)并無(wú)大的變化，大分子之間沒(méi)有定向排列，還是處在無(wú)序狀態(tài)，分子之間被大量的溶劑包裹隔離著，不能形成分子鏈，若分子鏈形不成，絲也就不可能有真正的強(qiáng)力。而這時(shí)的纖維內(nèi)部，實(shí)際上象是一個(gè)圓管型網(wǎng)狀體，聚乙烯的分子顆粒在其管網(wǎng)之中，隨著纖維的不斷拉伸變細(xì)，溶劑不斷的析出，管網(wǎng)的形狀也由圓到長(zhǎng)，由梳到密，物料分子之間密度逐漸增加，大分子的排列，也由紊亂狀態(tài)向部分有序狀態(tài)逐步轉(zhuǎn)變。 超高分子量聚乙烯纖維的牽伸與常規(guī)滌綸短纖的牽伸工藝，從形式上看基本一樣，但要求控制的精度大有不同。此纖維必須采取多級(jí)牽伸方式，才能達(dá)到高強(qiáng)、高模的特性。每一級(jí)欠牽伸過(guò)程中，分子間結(jié)構(gòu)都有很大的變化。隨著拉伸，大分子間由無(wú)序狀向有序狀，定向排列，結(jié)晶度也隨之逐漸提高。只有在纖維的大分子沿纖維軸向的取向度提高，大分子鏈產(chǎn)生的數(shù)量就多，抱合力就越大，纖維的強(qiáng)力自然也就越高。纖維的結(jié)晶度提高，初始模量也自然提高，纖維在抗外力的作用下，伸長(zhǎng)越小，變形量也越小。
纖維在欠伸過(guò)程中，欠伸倍數(shù)盡量要大，要讓纖維有突然的拉伸變化，才更能促使大分子間的有序取向和高度結(jié)晶。纖維的內(nèi)部結(jié)晶，是在高取向度形成的同時(shí)，發(fā)生結(jié)晶轉(zhuǎn)變的。由于此種纖維的分子量較高，抗外力的作用強(qiáng)，生產(chǎn)上只能采取熱拉伸工藝。所以，需配有較高的拉伸溫度，才能實(shí)現(xiàn)高倍牽伸。每一級(jí)拉伸，溫度不一，要根據(jù)絲條在以前工序中的狀態(tài)而定，沒(méi)有定數(shù)，但一定要在纖維自身能承受的溫度范圍以內(nèi)。生產(chǎn)中，一般不超過(guò)攝氏溫度155度。否則，會(huì)有硬絲，僵絲的產(chǎn)生。 (1)繩索、纜繩方面的應(yīng)用：用該纖維制成的繩索、纜繩、船帆和漁具適用于海洋工程，是該纖維的最初用途。普遍用于負(fù)力繩索、重載繩索、救撈繩、拖拽繩、帆船索和釣魚(yú)線等。該纖維制成的繩索，在自重下的斷裂長(zhǎng)度是鋼繩的8倍，是芳綸的2倍。該繩索用于超級(jí)油輪、海洋操作平臺(tái)、燈塔等的固定錨繩，解決了以往使用鋼纜遇到的銹蝕和尼龍、聚酯纜繩遇到的腐蝕、水解、紫外降解等引起纜繩強(qiáng)度降低和斷裂，需經(jīng)常進(jìn)行更換的問(wèn)題。 (2)體育器材用品：在體育用品上已經(jīng)制成安全帽、滑雪板、帆輪板、釣竿、球拍及自行車、滑翔板、超輕量飛機(jī)零部件等，其性能較傳統(tǒng)材料為好。
(3)用作生物材料：該纖維增強(qiáng)復(fù)合材料用于牙托材料、醫(yī)用移植物和整形縫合等方面，它的生物相容性和耐久性都較好，并具有高的穩(wěn)定性，不會(huì)引起過(guò)敏，已作臨床應(yīng)用。還用于醫(yī)用手套和其他醫(yī)療措施等方面。
(4)工業(yè)上，該纖維及其復(fù)合材料可用作耐壓容器、傳送帶、過(guò)濾材料、汽車緩沖板等；建筑方面可以用作墻體、隔板結(jié)構(gòu)等，用它作增強(qiáng)水泥復(fù)合材料可以改善水泥的韌度，提高其抗沖擊性能。
用途：防彈背心和頭盔、輕質(zhì)裝甲、船帆、纜繩、光纜補(bǔ)強(qiáng)體降落傘和濾材等。

標(biāo)簽：分子量聚乙烯超高