專利名稱：超高分子量聚乙烯纖維的無斷點直紡連續(xù)生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超高分子量聚乙烯纖維生產(chǎn)方法的改進，具體地說是一種超高分 子量聚乙烯纖維的無斷點直紡連續(xù)生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
超高分子量聚乙烯纖維，是采用分子量在100萬以上的超高分子量聚乙烯生產(chǎn)制 造的具有高強度和模量的合成纖維材料，所以也稱為高強高模聚乙烯纖維。超高分子量聚 乙烯纖維、芳綸、碳纖維在國際上稱為三大高性能纖維材料，其中超高分子量聚乙烯纖維因 具有高強度、高模量、低密度的特點，所以在現(xiàn)代化戰(zhàn)爭與防御裝備、宇航與航空方面發(fā)揮 了極其重要的作用，在民用領(lǐng)域也得到了越來越廣泛的應(yīng)用。日本專利特開平7-238416公開了一種在干法紡絲過程中積極揮發(fā)溶劑以制備超 高分子量聚乙烯纖維的方法，具體工藝為5-50%的超高分子量聚乙烯和95-50%的揮發(fā) 性溶劑溶解，加熱擠出后，經(jīng)過一紡絲筒，利用紡絲筒內(nèi)通入熱氣流的方法使40%以上的溶 劑揮發(fā)，剩余溶劑在熱牽伸的過程中去除，該日本專利通過在紡絲過程中積極去除部分溶 劑形成半干態(tài)原絲，解決了紡絲粘連的問題，但由于溶劑在紡絲和熱牽伸過程中均有揮發(fā)， 因此該專利需要在紡絲段和牽伸設(shè)備上分別進行防火防爆處理和溶劑回收，這樣就增加了 設(shè)備投資和溶劑回收的難度，不利于大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)。目前，超高分子量聚乙烯纖維多采用凝膠紡絲-超倍熱牽伸工藝生產(chǎn)，由于超高 分子量聚乙烯具有很長的聚乙烯大分子柔性鏈，極易造成鏈纏結(jié)，將其溶解于一定溶劑中， 通過溶劑的稀釋作用拉開大分子之間的距離，原液擠出成纖維后得到具有適度大分子纏 結(jié)點的凍膠原絲，經(jīng)超倍熱拉伸和分子取向得到具有伸直鏈結(jié)構(gòu)的超高分子量聚乙烯纖 維。其主要工序包括1、用溶劑溶解超高分子量聚乙烯，制成紡絲溶液；2、溶液經(jīng)噴絲孔擠 出后再用空氣或水驟冷固化，得到具有適度大分子纏結(jié)點的含溶劑濕態(tài)原絲；3、采用萃取 劑將濕態(tài)原絲中所含的溶劑脫去；4、對萃取后絲束在干燥箱內(nèi)進行干燥；5、進行超倍熱牽 伸，得到具有伸直鏈結(jié)晶結(jié)構(gòu)的超高分子量聚乙烯纖維。在目前該纖維的實際工業(yè)生產(chǎn)中， 國內(nèi)外企業(yè)在溶劑、萃取劑選擇，工藝流程，設(shè)備形式等方面差異較大，技術(shù)水平不一，但普 遍將上述幾個工序分開進行間歇或斷點式生產(chǎn)。如中紡?fù)顿Y發(fā)展股份有限公司的中國專利ZL97101010.2《超高分子量聚乙烯 纖維連續(xù)制備方法和設(shè)備》中，僅涉及到了一個用于超高分子量聚乙烯、溶劑溶解用的攪 拌釜，其制備方法與上面所講的方法類似，在實際的生產(chǎn)中，按此方法得到的是纖維的半成 品，這種半成品再經(jīng)過退繞和牽伸，才能成為最終產(chǎn)品，因此，在整個生產(chǎn)過程中，存在生產(chǎn) 斷點，是不連續(xù)的。在北京同益中特種纖維技術(shù)開發(fā)有限公司的中國專利200810106319. 7《一種在線 松弛定型的超高分子量聚乙烯纖維生產(chǎn)方法》中，公開了一種在線松弛定型的超高分子量 聚乙烯纖維生產(chǎn)方法，該在線松弛設(shè)備是根據(jù)紡絲斷點法(即對紡絲后的凍膠絲條落桶， 經(jīng)放置后再集束進行萃取)的生產(chǎn)方式設(shè)計的，生產(chǎn)方法本身是斷點路線，對連續(xù)生產(chǎn)路線無應(yīng)用意義。在中紡?fù)顿Y發(fā)展股份有限公司的中國專利200610170738. 8《超高分子量聚乙烯凍 膠法連續(xù)直紡細(xì)旦絲生產(chǎn)方法》中，公開了一種利用兩種不同分子量的超高分子量聚乙烯 分別與溶劑加熱混合攪拌后，再混合攪拌，然后喂入溶解、擠出裝置，后經(jīng)第二溶劑萃取、干 燥、熱拉伸后，制成超高分子量聚乙烯纖維。該專利方法所述除配料過程與一般工藝路線有 所差別外，未就連續(xù)直紡方法進行說明；配料過程反復(fù)加熱、攪拌、混合，工藝復(fù)雜、繁瑣，不 適于工業(yè)生產(chǎn)，且此配料過程與最終的直紡連續(xù)生產(chǎn)方法無直接關(guān)系。另據(jù)該專利申請單 位目前生產(chǎn)線均為多斷點、非連續(xù)法生產(chǎn)，因此，該專利技術(shù)內(nèi)容不能說明，也不能實現(xiàn)連 續(xù)直紡生產(chǎn)超高分子量聚乙烯纖維的工業(yè)生產(chǎn)。在中國石油化工股份有限公司和中國紡織科學(xué)研究院的中國專利CN01123737. 6 《高強聚乙烯纖維的制作方法及纖維》中，公布了一種利用十氫萘為聚乙烯溶劑，采用干法 紡絲路線進行超高分子量聚乙烯纖維生產(chǎn)的方法，利用半封閉溫度控制區(qū)和匹配的分子 量、原液濃度、噴絲板孔徑、長徑比與擠出速率等參數(shù)，通過調(diào)整紡絲原液與紡絲熔體擠出 后的縱向拉伸流變，以使部分大分子纏結(jié)點解除，得到具有適宜超分子結(jié)構(gòu)的原絲，經(jīng)后道 拉伸得到高強聚乙烯纖維，提供了一種生產(chǎn)成本低且適宜工業(yè)化穩(wěn)定生產(chǎn)，能夠滿足不同 纖度及性能/成本比要求，最低纖度為0. 5d、強度15 51g/d的超高分子量聚乙烯纖維的 制造方法。十氫萘溶劑是一種毒性大、易燃易爆化學(xué)品；且國內(nèi)沒有生產(chǎn)該產(chǎn)品的規(guī)模企 業(yè)，使用只能靠進口，價格昂貴，考慮到環(huán)保、安全、價格等因素，國內(nèi)企業(yè)不適于研究和開 發(fā)以十氫萘為溶劑的超高分子量聚乙烯纖維干法生產(chǎn)線。綜上所述，在超高分子量聚乙烯纖維的生產(chǎn)中，以十氫萘為溶劑的干法路線，由于 十氫萘的毒性大、易爆、價格高、回收困難等缺點，不宜大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)；而國內(nèi)傳統(tǒng)的濕 法路線，由于在生產(chǎn)技術(shù)特別是高效萃取、高速熱拉伸等方面未能有效解決，皆以斷點法在 進行生產(chǎn)，過程繁瑣，易造成過程物料的浪費，造成生產(chǎn)成本高、效率低，不宜進行大規(guī)模產(chǎn) 業(yè)化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種安全環(huán)保、高生產(chǎn)效率、低生產(chǎn)成本，在整個生產(chǎn)過程 中不存在生產(chǎn)斷點的，從原料的加入到最終的定型產(chǎn)品實現(xiàn)可直紡連續(xù)生產(chǎn)的超高分子量 聚乙烯纖維的無斷點直紡連續(xù)生產(chǎn)方法。為了達到以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是該超高分子量聚乙烯纖維的無 斷點直紡連續(xù)生產(chǎn)方法，由以下步驟連續(xù)生產(chǎn)完成(1)用溶劑溶解超高分子量聚乙烯制成紡絲溶液，經(jīng)過濾、紡絲、氣隙拉伸、冷卻制 成凍膠原絲將礦物油與超高分子量聚乙烯按20 1 5 1比例進行混合，攪拌溶解成均勻 溶液，后經(jīng)過濾、紡絲、氣隙拉伸、并在冷卻水槽中迅速冷卻完成凍膠紡絲過程；其中的氣隙拉伸，是在噴絲板到冷卻水槽之間采用循環(huán)冷卻風(fēng)對凍膠紡絲進行預(yù) 冷卻和拉伸，以促進纖維取向、結(jié)晶和大分子伸直鏈的形成，減少紡絲過程中皮芯結(jié)構(gòu)的形 成，有效解決了紡絲過程中絲條易粘并、斷頭等技術(shù)難題，為后續(xù)連續(xù)高效萃取、高速熱拉 伸順利進行奠定了基礎(chǔ)，是對傳統(tǒng)凍膠紡絲法的重大改進；
所述氣隙拉伸的拉伸倍數(shù)為3 20倍；所述的循環(huán)冷卻風(fēng)的氣體介質(zhì)是氮氣、空氣、水蒸汽中的一種，其關(guān)鍵在于絲條在 自噴絲板噴出到達冷卻水槽之前的氣隙過程中，用循環(huán)冷卻風(fēng)對絲條進行預(yù)冷卻，風(fēng)溫控 制在0 30°C之間，風(fēng)速控制在0. 5 lm/s之間，噴絲板到冷卻水水面的距離即氣隙高度 為5 20mm ；所述冷卻水槽中的冷卻水溫控制在20 60°C之間；(2)預(yù)拉伸將通過上述步驟制成的凍膠原絲直接經(jīng)導(dǎo)絲輥喂入預(yù)牽伸輥，進行萃取前預(yù)拉 伸，預(yù)拉伸的目的是使凍膠原絲拉伸變細(xì)，增加溶劑與萃取劑的兩相接觸和擴散面積，以提 高后續(xù)絲條在萃取槽中的萃取效率，預(yù)拉伸倍數(shù)在2 5倍之間；所述的預(yù)拉伸過程是在拉伸介質(zhì)中完成的，預(yù)牽伸輥位于拉伸介質(zhì)中；所述的拉 伸介質(zhì)為水、溶劑油或熱風(fēng)；因水與油易分離、無腐蝕、易獲得等優(yōu)點，本發(fā)明優(yōu)選水作為拉 伸介質(zhì)，水的溫度控制在30 70°C之間；(3)多級冷拉伸式萃取通過上述步驟預(yù)拉伸后的絲條經(jīng)導(dǎo)絲輥送入多級密閉水封式萃取槽進行萃取，多 級密閉水封式萃取槽中盛放萃取劑，以除去絲條中含有的溶劑油，在絲條的萃取過程中，采 取邊拉伸、邊萃取的形式進行萃取，有利于加快聚乙烯與礦物油溶劑的相分離速度、溶劑與 萃取劑的雙向擴散速度；所述的萃取劑是二氯甲烷，其具有萃取動力強、低毒、安全、成本低、易回收等特 點，且該萃取劑有助于絲條在萃取槽中的拉伸過程，萃取劑各項指標(biāo)優(yōu)于傳統(tǒng)苯類、汽油類 萃取劑；所述的多級密閉水封式萃取槽是由2 8個萃取槽連接而成，每個萃取槽中均安 裝有超聲波發(fā)生器、加熱裝置、拉伸輥等裝置，以實現(xiàn)高效拉伸式萃取，超聲波發(fā)生器裝置 的作用是提高溶劑油與萃取劑的雙向擴散速率；萃取劑溫度控制在0 20°C之間，由此提 高萃取效率、縮短萃取時間，減少因溶劑去除后絲條內(nèi)部大孔洞的的生成，減少后續(xù)熱拉伸 過程中缺陷的形成，有利均勻拉伸并使拉伸后的纖維性能保持均勻；(4)除濕干燥制成超高分子量聚乙烯干態(tài)絲條經(jīng)上述步驟萃取后的絲條連續(xù)進入在線蒸發(fā)干燥裝置，該在線蒸發(fā)干燥裝置是利 用二氯甲烷的低沸點易揮發(fā)等特點設(shè)計制造而成，經(jīng)該裝置絲條中的二氯甲烷由液態(tài)被蒸 發(fā)為汽態(tài)，再經(jīng)裝置附帶的吸附和冷凝裝置轉(zhuǎn)化為液態(tài)二氯甲烷并回流入萃取槽中；經(jīng)該 裝置的處理后，絲條與萃取劑被充分分離，萃取劑回收利用，絲條即成為超高分子量聚乙烯 干態(tài)絲條；(5)熱拉伸制成最終超高分子量聚乙烯纖維成品將上述步驟獲得的干態(tài)絲條經(jīng)導(dǎo)絲輥送入熱拉伸裝置進行1 5級熱拉伸，得到 最終的成品纖維，熱拉伸倍數(shù)在2 10倍之間，拉伸溫度在90 160°C之間，并且各熱拉伸 段的溫度在上述范圍內(nèi)遞增；所述熱拉伸裝置包括牽伸機與絲條加熱裝置，其中牽伸機是一種齒輪傳動式七棍 牽伸機，絲條加熱裝置包括熱風(fēng)循環(huán)式烘箱與熱輥兩種加熱裝置配合使用，以提高傳熱效 率和拉伸速度。
本發(fā)明的有益效果在于由于采用氣隙拉伸、凍膠紡絲、拉伸式萃取、多級熱牽伸 等技術(shù)方法的實施，改變了傳統(tǒng)上紡絲、萃取、干燥等斷點生產(chǎn)方法，使整個生產(chǎn)過程實現(xiàn) 從粉末狀PE粉原料到成品纖維的無間斷、連續(xù)化操作，最終生產(chǎn)出超高分子量聚乙烯纖維 成品，同時由于在整個生產(chǎn)過程中不存在生產(chǎn)斷點，因此無中間半成品環(huán)節(jié)，實現(xiàn)了生產(chǎn)自 動化，安全環(huán)保、高生產(chǎn)效率、低生產(chǎn)成本，使原料從加入到最終的定型產(chǎn)品實現(xiàn)了直紡連 續(xù)生產(chǎn)，降低了能源、原輔料消耗和浪費，簡化了操作方法，提高了生產(chǎn)效率，實現(xiàn)了超高分 子量聚乙烯纖維的規(guī)?；a(chǎn)。
具體實施例方式實施例1一種超高分子量聚乙烯纖維的無斷點直紡連續(xù)生產(chǎn)方法，由以下步驟連續(xù)生產(chǎn)完 成(1)用溶劑溶解超高分子量聚乙烯制成紡絲溶液，經(jīng)過濾、紡絲、氣隙拉伸、冷卻制 成凍膠原絲將礦物油與超高分子量聚乙烯按20 1比例進行混合，攪拌溶解成均勻溶液，后 經(jīng)過濾、紡絲、氣隙拉伸、并在冷卻水槽中迅速冷卻完成凍膠紡絲過程；其中的氣隙拉伸，是在噴絲板到冷卻水槽之間采用循環(huán)冷卻風(fēng)對凍膠紡絲進行預(yù) 冷卻和拉伸；所述氣隙拉伸的拉伸倍數(shù)為10倍；所述的循環(huán)冷卻風(fēng)的氣體介質(zhì)是空氣，絲條在自噴絲板噴出到達冷卻水槽之前的 氣隙過程中，循環(huán)冷卻風(fēng)對絲條進行預(yù)冷卻，風(fēng)溫控制在13°C之間，風(fēng)速控制在0. 8m/s，氣 隙高度為8mm ；所述冷卻水槽中的冷卻水溫控制在20°C ；(2)預(yù)拉伸將通過上述步驟制成的凍膠原絲直接經(jīng)導(dǎo)絲輥喂入預(yù)牽伸輥，進行萃取前預(yù)拉 伸，預(yù)牽伸倍數(shù)在3倍；所述的預(yù)拉伸過程是在拉伸介質(zhì)中完成的，所述的拉伸介質(zhì)為水， 水的溫度控制在60°C ；(3)多級冷拉伸式萃取通過上述步驟預(yù)拉伸后的絲條經(jīng)導(dǎo)絲輥送入多級密閉水封式萃取槽進行萃取，多 級密閉水封式萃取槽中盛放二氯甲烷萃取劑，以除去絲條中含有的溶劑油，在絲條的萃取 過程中，采取邊拉伸、邊萃取的形式進行萃取，有利于加快聚乙烯與礦物油溶劑的相分離速 度、溶劑與萃取劑的雙向擴散速度；所述的多級密閉水封式萃取槽由4個萃取槽連接而成，每個萃取槽中均安裝有超 聲波發(fā)生器、加熱裝置、拉伸輥等裝置，以實現(xiàn)高效拉伸式萃取，超聲波發(fā)生器裝置的作用 是提高溶劑油與萃取劑的雙向擴散速率，萃取劑溫度控制在10°c，由此提高萃取效率、縮短 萃取時間，減少因溶劑去除后絲條內(nèi)部大孔洞的的生成，減少后續(xù)熱拉伸過程中缺陷的形 成，有利均勻拉伸并使拉伸后的纖維性能保持均勻；(4)除濕干燥制成超高分子量聚乙烯干態(tài)絲條經(jīng)上述步驟萃取后的絲條中夾帶的一定量萃取劑，連續(xù)進入一種在線蒸發(fā)干燥裝置，該在線蒸發(fā)干燥裝置是利用二氯甲烷的低沸點易揮發(fā)等特點設(shè)計制造而成，經(jīng)該裝置 絲條中的二氯甲烷由液態(tài)被蒸發(fā)為汽態(tài)，再經(jīng)裝置附帶的吸附和冷凝裝置轉(zhuǎn)化為液態(tài)二氯 甲烷并回流入萃取槽中；經(jīng)該裝置的處理后，絲條與萃取劑被充分分離，萃取劑回收利用， 絲條即成為超高分子量聚乙烯干態(tài)絲條；(5)熱拉伸制成最終超高分子量聚乙烯纖維成品將上述步驟獲得的干態(tài)絲條經(jīng)導(dǎo)絲輥送入熱拉伸裝置進行3級熱拉伸，得到最終 的成品纖維，熱拉伸倍數(shù)在3倍，拉伸溫度在90 160°C之間，并且各熱拉伸段的溫度在上 述范圍內(nèi)遞增；所述熱拉伸裝置包括牽伸機與絲條加熱裝置，其中牽伸機是一種齒輪傳動式七棍 牽伸機，絲條加熱裝置包括熱風(fēng)循環(huán)式烘箱與熱輥兩種加熱裝置配合使用，以提高傳熱效 率和拉伸速度。實施例2一種超高分子量聚乙烯纖維的無斷點直紡連續(xù)生產(chǎn)方法，由以下步驟連續(xù)生產(chǎn)完 成(1)用溶劑溶解超高分子量聚乙烯制成紡絲溶液，經(jīng)過濾、紡絲、氣隙拉伸、冷卻制 成凍膠原絲將礦物油與超高分子量聚乙烯按5 1比例進行混合，攪拌溶解成均勻溶液，后經(jīng) 過濾、紡絲、氣隙拉伸、并在冷卻水槽中迅速冷卻完成凍膠紡絲過程；其中的氣隙拉伸，是在噴絲板到冷卻水槽之間采用循環(huán)冷卻風(fēng)對凍膠紡絲進行預(yù) 冷卻和拉伸；所述氣隙拉伸的拉伸倍數(shù)為20倍；所述的循環(huán)冷卻風(fēng)的氣體介質(zhì)是氮氣，在絲條自噴絲板噴出到達冷卻水槽之前的 氣隙過程中，用循環(huán)冷卻風(fēng)對絲條進行預(yù)冷卻，風(fēng)溫控制在30°C，風(fēng)速控制在lm/s，噴絲板 到冷卻水水面的距離氣隙高度即氣隙高度為20mm ；所述冷卻水槽中的冷卻水溫控制在60°C ；(2)預(yù)拉伸將通過上述步驟制成的凍膠原絲直接經(jīng)導(dǎo)絲輥喂入預(yù)牽伸輥，進行萃取前預(yù)拉 伸，預(yù)拉伸倍數(shù)在5倍；所述的預(yù)拉伸過程是在拉伸介質(zhì)中完成的，所述的拉伸介質(zhì)為水， 水的溫度控制在70°C ；(3)多級冷拉伸式萃取通過上述步驟預(yù)拉伸后的絲條經(jīng)導(dǎo)絲輥送入多級密閉水封式萃取槽進行萃取，多 級密閉水封式萃取槽中盛放二氯甲烷萃取劑，以除去絲條中含有的溶劑油，在絲條的萃取 過程中，采取邊拉伸、邊萃取的形式進行萃取，有利于加快聚乙烯與礦物油溶劑的相分離速 度、溶劑與萃取劑的雙向擴散速度；所述的多級密閉水封式萃取槽是由8個萃取槽連接而成，每個萃取槽中均安裝有 超聲波發(fā)生器、加熱裝置、拉伸輥等裝置，以實現(xiàn)高效拉伸式萃??；二氯甲烷萃取劑溫度控 制在20 °C ；(4)除濕干燥制成超高分子量聚乙烯干態(tài)絲條經(jīng)上述步驟萃取后的絲條中夾帶的一定量萃取劑，連續(xù)進入一種在線蒸發(fā)干燥裝置，該在線蒸發(fā)干燥裝置是利用二氯甲烷的低沸點易揮發(fā)等特點設(shè)計制造而成，經(jīng)該裝置 絲條中的二氯甲烷由液態(tài)被蒸發(fā)為汽態(tài)，再經(jīng)裝置附帶的吸附和冷凝裝置轉(zhuǎn)化為液態(tài)二氯 甲烷并回流入萃取槽中；經(jīng)該裝置的處理后，絲條與萃取劑被充分分離，萃取劑回收利用， 絲條即成為超高分子量聚乙烯干態(tài)絲條；(5)熱拉伸制成最終超高分子量聚乙烯纖維成品將上述步驟獲得的干態(tài)絲條經(jīng)導(dǎo)絲輥送入熱拉伸裝置進行5級熱拉伸，得到最終 的成品纖維，熱拉伸倍數(shù)在10倍，拉伸溫度在90 160°C之間，并且各熱拉伸段的溫度在上 述范圍內(nèi)遞增；所述熱拉伸裝置包括牽伸機與絲條加熱裝置，其中牽伸機是一種齒輪傳動式七棍 牽伸機，絲條加熱裝置包括熱風(fēng)循環(huán)式烘箱與熱輥兩種加熱裝置配合使用，以提高傳熱效 率和拉伸速度。
權(quán)利要求
一種超高分子量聚乙烯纖維的無斷點直紡連續(xù)生產(chǎn)方法，其特征在于它由以下步驟連續(xù)生產(chǎn)完成(1)用溶劑溶解超高分子量聚乙烯制成紡絲溶液，經(jīng)過濾、紡絲、氣隙拉伸、冷卻制成凍膠原絲將礦物油與超高分子量聚乙烯按20∶1～5∶1比例進行混合，攪拌溶解成均勻溶液，后經(jīng)過濾、紡絲、氣隙拉伸、并在冷卻水槽中迅速冷卻完成凍膠紡絲過程；其中的氣隙拉伸，是在噴絲板到冷卻水槽之間采用循環(huán)冷卻風(fēng)對凍膠紡絲進行預(yù)冷卻和拉伸；(2)預(yù)拉伸將通過上述步驟制成的凍膠原絲直接經(jīng)導(dǎo)絲輥喂入預(yù)牽伸輥，進行萃取前預(yù)拉伸，預(yù)拉伸倍數(shù)在2～5倍之間；(3)多級冷拉伸式萃取通過上述步驟預(yù)拉伸后的絲條經(jīng)導(dǎo)絲輥送入多級密閉水封式萃取槽進行萃取，多級密閉水封式萃取槽中盛放萃取劑，在絲條的萃取過程中，采取邊拉伸、邊萃取的形式進行萃?。凰龅妮腿┦嵌燃淄?；(4)除濕干燥制成超高分子量聚乙烯干態(tài)絲條經(jīng)上述步驟萃取后的絲條，連續(xù)進入在線蒸發(fā)干燥裝置，經(jīng)該裝置的處理后，絲條與萃取劑被充分分離，萃取劑回收利用，絲條即成為超高分子量聚乙烯干態(tài)絲條；(5)熱拉伸制成最終超高分子量聚乙烯纖維成品將上述步驟獲得的干態(tài)絲條經(jīng)導(dǎo)絲輥送入熱拉伸裝置進行1～5級熱拉伸，得到最終的成品纖維，熱拉伸倍數(shù)在2～10倍之間，拉伸溫度在90～160℃之間，并且各熱拉伸段的溫度在上述范圍內(nèi)遞增。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高分子量聚乙烯纖維的無斷點直紡連續(xù)生產(chǎn)方法，其特征 在于在步驟(1)中，所述氣隙拉伸的拉伸倍數(shù)為3 20倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超高分子量聚乙烯纖維的無斷點直紡連續(xù)生產(chǎn)方法，其 特征在于在步驟(1)中，所述的循環(huán)冷卻風(fēng)的氣體介質(zhì)是氮氣、空氣、水蒸汽中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超高分子量聚乙烯纖維的無斷點直紡連續(xù)生產(chǎn)方法，其 特征在于在步驟⑴中，循環(huán)冷卻風(fēng)的風(fēng)溫控制在0 30°C之間，風(fēng)速控制在0. 5 lm/ s之間，噴絲板到冷卻水水面的距離即氣隙高度為5 20mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高分子量聚乙烯纖維的無斷點直紡連續(xù)生產(chǎn)方法，其特征 在于在步驟(1)中，所述冷卻水槽中的冷卻水溫控制在20 60°C之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高分子量聚乙烯纖維的無斷點直紡連續(xù)生產(chǎn)方法，其特征 在于所述的第(2)步驟中的預(yù)拉伸過程是在拉伸介質(zhì)中完成的，預(yù)牽伸輥位于拉伸介質(zhì) 中。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的超高分子量聚乙烯纖維的無斷點直紡連續(xù)生產(chǎn)方法，其 特征在于所述的第(2)步驟中預(yù)拉伸的拉伸介質(zhì)為水、溶劑油或熱風(fēng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的超高分子量聚乙烯纖維的無斷點直紡連續(xù)生產(chǎn)方法，其 特征在于所述第2步驟中預(yù)拉伸的拉伸介質(zhì)為水，水的溫度控制在30 70°C之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高分子量聚乙烯纖維的無斷點直紡連續(xù)生產(chǎn)方法，其特征在于在第(3)步驟中所述的多級密閉水封式萃取槽是由2 8個萃取槽連接而成，每個萃 取槽中均安裝有超聲波發(fā)生器、加熱裝置和拉伸輥；萃取劑溫度控制在0 20°C之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高分子量聚乙烯纖維的無斷點直紡連續(xù)生產(chǎn)方法，其特 征在于在第(5)步驟中所述熱拉伸裝置包括牽伸機與絲條加熱裝置，其中牽伸機是一種 齒輪傳動式七棍牽伸機，絲條加熱裝置包括熱風(fēng)循環(huán)式烘箱與熱輥兩種加熱裝置配合使 用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種超高分子量聚乙烯纖維的無斷點直紡連續(xù)生產(chǎn)方法，其特征在于它由以下步驟連續(xù)生產(chǎn)完成(1)用溶劑溶解超高分子量聚乙烯制成紡絲溶液，經(jīng)過濾、紡絲、氣隙拉伸、冷卻制成凍膠原絲；(2)預(yù)拉伸；(3)多級冷拉伸式萃?。?4)除濕干燥制成超高分子量聚乙烯干態(tài)絲條；(5)熱拉伸制成最終超高分子量聚乙烯纖維成品。該超高分子量聚乙烯纖維的無斷點直紡連續(xù)生產(chǎn)方法，改變了傳統(tǒng)上紡絲、萃取、干燥等斷點生產(chǎn)方法，無中間半成品環(huán)節(jié)，使原料從加入到最終的定型產(chǎn)品實現(xiàn)了直紡連續(xù)生產(chǎn)，簡化了操作方法，實現(xiàn)了生產(chǎn)自動化，提高了生產(chǎn)效率，實現(xiàn)了超高分子量聚乙烯纖維的規(guī)?；a(chǎn)。
文檔編號D01D5/06GK101798711SQ20101013240
公開日2010年8月11日 申請日期2010年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月26日
發(fā)明者任意 申請人:山東愛地高分子材料有限公司