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超高分子量聚乙烯纖維的生產流程

超高分子量聚乙烯纖維的主要生產工序如下：原料的制備――雙螺桿擠壓機――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，從而得到“純”度的高強度聚乙烯纖維。萃取劑的選取，廠家各有不同，生產工藝也不一樣。到目前為止，很難找到一種即經濟實用、安全環保，萃取效果又好，還無毒、無味的理想萃取劑[在國際上，也是一個長期不宜解決的難題]。
從紡絲到萃取這一工段中，絲條隨機不斷的拉伸，從外觀上看，由粗變細，由半透明到半乳白，絲的可拉伸性也逐漸提高，有了一點“強度”。若從絲的內部看，原料的分子結構并無大的變化，大分子之間沒有定向排列，還是處在無序狀態，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力。而這時的纖維內部，實際上象是一個圓管型網狀體，聚乙烯的分子顆粒在其管網之中，隨著纖維的不斷拉伸變細，溶劑不斷的析出，管網的形狀也由圓到長，由梳到密，物料分子之間密度逐漸增加，大分子的排列，也由紊亂狀態向部分有序狀態逐步轉變。 超高分子量聚乙烯纖維的牽伸與常規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牽伸方式，才能達到高強、高模的特性。每一級欠牽伸過程中，分子間結構都有很大的變化。隨著拉伸，大分子間由無序狀向有序狀，定向排列，結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，大分子鏈產生的數量就多，抱合力就越大，纖維的強力自然也就越高。纖維的結晶度提高，初始模量也自然提高，纖維在抗外力的作用下，伸長越小，變形量也越小。
纖維在欠伸過程中，欠伸倍數盡量要大，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晶。纖維的內部結晶，是在高取向度形成的同時，發生結晶轉變的。由于此種纖維的分子量較高，抗外力的作用強，生產上只能采取熱拉伸工藝。所以，需配有較高的拉伸溫度，才能實現高倍牽伸。每一級拉伸，溫度不一，要根據絲條在以前工序中的狀態而定，沒有定數，但一定要在纖維自身能承受的溫度范圍以內。生產中，一般不超過攝氏溫度155度。否則，會有硬絲，僵絲的產生。 (1)繩索、纜繩方面的應用：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。普遍用于負力繩索、重載繩索、救撈繩、拖拽繩、帆船索和釣魚線等。該纖維制成的繩索，在自重下的斷裂長度是鋼繩的8倍，是芳綸的2倍。該繩索用于超級油輪、海洋操作平臺、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度降低和斷裂，需經常進行更換的問題。 (2)體育器材用品：在體育用品上已經制成安全帽、滑雪板、帆輪板、釣竿、球拍及自行車、滑翔板、超輕量飛機零部件等，其性能較傳統材料為好。
(3)用作生物材料：該纖維增強復合材料用于牙托材料、醫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，并具有高的穩定性，不會引起過敏，已作臨床應用。還用于醫用手套和其他醫療措施等方面。
(4)工業上，該纖維及其復合材料可用作耐壓容器、傳送帶、過濾材料、汽車緩沖板等；建筑方面可以用作墻體、隔板結構等，用它作增強水泥復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、輕質裝甲、船帆、纜繩、光纜補強體降落傘和濾材等。

標簽：分子量聚乙烯超高