一种制造超高分子量聚乙烯纤维凝胶纺丝的方法

摘要

本发明公开了一种制造超高分子量聚乙烯纤维凝胶纺丝的方法，将超高分子量聚乙烯粉料与溶剂在一定条件下经双螺杆挤出机进行初步处理，得到挤出液；将上述挤出液在一定条件下经单螺杆挤出机进行再次处理，得到挤出物料；将上述挤出物料在一定条件下经喷丝、静止平衡、萃取、初步拉伸、超倍拉伸等工艺，得到超高分子量聚乙烯纤维凝胶纺丝。本发明解决了现有超高分子量聚乙烯纤维凝胶纺丝法工艺过程中，为使分子链超高取向而使用过高温过高剪切力，从而导致分子链严重降解、螺杆效率低的技术问题，大大提高了纤维细流的可纺性，提高了其分子取向性，增强了其强度与韧性。

主权项

一种制造超高分子量聚乙烯纤维凝胶纺丝的方法，其包括以下步骤：A、将质量分数在6%～12%之间、粘均分子量为150万‑1000万的超高分子量聚乙烯粉料与溶剂输送到配料乳化釜中进行充分混合得到混合物，该混合物经齿轮输送泵进入喂料釜，喂料釜将混合物送双螺杆挤出机进行熔融‑溶解，得到挤出液；B、上述挤出液经过粗过滤器带压进入单螺杆挤出机，该单螺杆挤出机中单螺杆直径为20mm‑150mm，其长径比为20‑25，其转速为70转/分‑140转/分，该单螺杆挤出机通过三段加热，喂料段温度在180℃‑220℃、塑化段温度在200℃‑240℃、均化段温度在220℃‑260℃，该单螺杆挤出机的最高挤出温度为240℃；上述挤出液经单螺杆挤出机处理得到挤出物料；C、将上述挤出物料由熔体增压泵通过精过滤器输送至喷丝板，喷丝板将挤出物料计量挤出并在冷冻水中浸渍得到凝胶初纺丝，将该凝胶初纺丝静止平衡后进行萃取、5倍‑10倍初步拉伸处理，然后再在多段阶梯升温条件下进行3倍‑8倍超倍拉伸取向处理，得到超高分子量聚乙烯纤维凝胶纺丝；上述步骤A还包括所述双螺杆挤出机的双螺杆直径在28mm‑340mm之间，双螺杆的长径比为7‑18，双螺杆的各段的温度在140℃‑260℃，双螺杆的转速为180转/分‑250转/分，双螺杆挤出机的最高挤出温度为260℃；上述步骤C还包括上述冷冻水的温度为10℃‑15℃，凝胶初纺丝静止平衡的时间为20小时‑30小时，多段阶梯升温的温度为80℃‑150℃；上述得到超高分子量聚乙烯纤维凝胶纺丝的取向指数为95‑97，断裂强度为30cN/dtex‑50cN/dtex，模量为1200/dtex～1400/dtex。