聚乙烯纖維 polyethylene fiber 聚乙烯(PE)是世界上最常用的塑料聚合物,年消耗率超過每年500 億磅。 超過 70% 的 Porex 產品使用聚乙烯。 以重復的線性分子結構 –CH2-CH2- 為單位,PE 是一種半結晶聚合物,其強韌性在拉伸斷裂前得到增強。 一般說來,PE 是一種堅固的輕量級熱塑性材料,擁有極好的耐化學性。 采用標準聚乙烯牌號生產的產品的孔徑直徑通常為 7 - 150 微米,但這些標稱值可以通過特殊的混合物增加到 300 微米。 由線型聚乙烯(高密度聚乙烯)紡制成的聚烯烴纖維。又稱乙綸。結晶度>85%,斜方晶系,密度0.95~0.96g/cm3,熔融溫度124~138℃,玻璃化溫度-75~-120℃,纖維性能分普通型和高強高模型,普通型纖維強度4.4~7.9cN/dtex,模量31~88.3cN/dtex,斷裂伸長8%~35%。線型聚乙烯一般以Al(C2H5)3-TiCl3為催化劑,常壓定向聚合而成,纖維成型前者用熔體紡絲法,后者以超高分子量聚乙烯為原料,用凝膠紡絲法或超拉伸法。溶劑有十氫萘、石蠟油、石蠟和煤油。纖維用途,前者用于制造繩索、漁網、過濾布和包裝袋;后者用于制造防彈服及防彈制品、防切割織物、纜繩和漁網。 由聚乙烯形成的末被取代的飽和脂肪烴的線型分子構成的合成纖維。 2聚乙烯纖維工藝路線 目前國際上高性能聚乙烯纖維有兩種不同的生產工藝技術路線:一條是以Dyneema為代表的高揮發性溶劑(十氫萘)干法凝膠紡絲工藝路線(簡稱干法路線),另一條是以Spectra為代表的低揮發性溶劑(礦物油、白油等)濕法凝膠紡絲工藝路線(簡稱濕法路線)。[1] 干法路線以高揮發性十氫萘為溶劑,超高分子量聚乙烯粉末為原料,采用凍膠干法紡絲→超倍熱拉伸→溶劑回收系統一體化制取高性能聚乙烯纖維,紡絲原液自噴絲孔擠出后使十氫萘氣化逸出,得到干態凝膠原絲,經高倍拉伸得高性能聚乙烯纖維。 濕法路線以礦物油、白油等低揮發性物質為溶劑制備超高分子量聚乙烯紡絲原液,紡絲原液自噴絲孔擠出后進入水浴(或水與乙三醇等的混合浴)凝固得到含低揮發性溶劑的濕態凝膠原絲。將濕態凝膠原絲用高揮發性和優良萃取性能的萃取劑(氟利昂或其他試劑)經連續萃取裝置多級萃取,置換入凝膠原絲中的萃取劑經連續多級干燥裝置充分氣化逸出,得干態凝膠原絲,經高倍拉伸得高性能聚乙烯纖維。 工藝路線評價 與濕法路線相比,干法路線具有工藝流程短、產品質量好、生產成本低、溶劑直接回收、紡絲與溶劑回收系統密閉一體化、經濟環保等優點。目前,干法工藝路線占現有高性能聚乙烯生產能力的80%,成為生產中的主導工藝,是高性能聚乙烯纖維產業化發展方向。 干法路線中由于十氫萘溶劑允許更高的原液濃度,而且紡絲速度遠遠高于濕法路線,溶劑可直接回收而不需要耗用大量的萃取劑和經歷繁復耗能的多道萃取和干燥、大量混合試劑的精餾分離回收過程,從而降低了生產成本。 濕法工藝路線中需要耗用大量的萃取劑并經歷多道萃取、干燥、混合試劑精餾分離回收過程,容易造成環境污染。目前所用萃取劑為氟里昂,因對大氣層有破壞作用而可能被禁用。干法路線中溶劑十氫萘除有刺激性外無其他毒性,使用安全,是一種理想的工業化試劑,干法工藝符合可持續發展、清潔生產的要求。 3纖維性能 (1)纖維強度和伸長與丙綸相接近 (2)吸濕能力與丙綸相似,在通常大氣條件下回潮率為0。 (3)具有較穩定的化學性質,有良好的耐化學藥品性和耐腐蝕性。 (4)耐熱性較差,但耐濕熱性能較好,其熔點為110-120℃,較其它纖維低,抗熔孔性很差。 (5)有良好的電絕緣性。耐光性較差,在光的照射下易老化。 4主要用途及使用性能 乙綸的服用性能較差,但其價格較低,適合于制作鬃絲、扁絲或膜裂纖維,用來制造繩索、過濾布、包裝布等。
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