相對超高分子質(zhì)量聚乙烯纖維

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1、相對超高分子質(zhì)量聚乙烯纖維UHMWPEFIBER，HSHMPEFIBER?高技術(shù)纖維?第三講(一)超高分子量聚乙烯原料的結(jié)構(gòu)性能(二)凍膠紡絲原理(三)超高分子量聚乙烯纖維的制備凍膠紡絲的技術(shù)路線、加工技術(shù)及原理1）原料的選擇2）均質(zhì)溶液的制備3）初生凍膠原絲的形成4）凍膠原絲的萃取5）萃取凍膠絲的干燥處理6）干凍膠絲條的超倍熱拉伸（四）超高分子量聚乙烯纖維的后加工（五）超高分子量聚乙烯纖維的改性及新進(jìn)展高強(qiáng)高模高分子纖維的概念科學(xué)家和工程技術(shù)人員一直想制備出合成高強(qiáng)高模纖維。這種纖維的分子量要足夠大，分子鏈應(yīng)該是緊密堆砌，并且嚴(yán)格沿纖維方向完美排列H.

2、Staudinger,inDieHochmolekularenOrganischenVerbindungen,Springer-Verlag,Berlin,1932,pp111.FiberAxis?而這種結(jié)構(gòu)模型只有在二種極端情況下才能實(shí)現(xiàn)，即非常剛性的分子和柔性的分子。剛性分子不易折疊，分子會自然充分伸展，加工過程中沿作用力方向擇優(yōu)取向，形成平行鏈，特別是如果分子間作用力很強(qiáng),形成液晶單元；另一個極端是非極性的柔性鏈高分子，由于分子間作用力非常小，容易伸展并取向,如聚乙烯。然而，實(shí)際的發(fā)展是非常緩慢的。70年代和80年代初，杜邦和帝斯曼公司才商業(yè)化開發(fā)

3、出芳香族聚酰胺和超高分子量聚乙烯纖維。纖維強(qiáng)度的發(fā)展歷史纖維模量的發(fā)展歷史室溫下幾種材料的楊氏模量材料楊氏模量(GPa)橡膠<0.1無定型熱塑體,T

4、GPaPE0.193320.77(2.4%)3628.64(22%)PA0.192320.81(2.5%)1425.05(3.6%)PVA0.228270.81(3.0%)25528.32(11%)PET0.217280.81(2.9%)12519.55(16%)PP0.348180.77(4.3%)349.65(28%)PAN0.304200.43(2.2%)1868.78(39%)PPTA0.202302.90(10.0%)183132(70%)PBO0.194595.50(9.0%)473350(80%)HSHMPE0.193323.1(9.7%)

5、362240(70%)超高分子量聚乙烯纖維發(fā)展用高分子量聚乙烯制備高強(qiáng)纖維的想法誕生于70年代。英國Leeds大學(xué)I.M.Ward教授于70年代初期首先用熔融紡絲法得到了聚乙烯纖維（18.0cN/dtex）。并將此法轉(zhuǎn)讓給了美國Celanese公司及意大利的Snia纖維公司。1989年之后，這兩個公司分別推出了Certran和Tenfor兩種商標(biāo)的纖維。20世紀(jì)70年代末，R.S.Potter報(bào)道了固態(tài)擠出高分子量聚乙烯，1986年日本石油公司（現(xiàn)三菱石油公司）開展了有關(guān)SSE的研究，1994年在日本建立了一個中試生產(chǎn)廠生產(chǎn)銷售SSE纖維MiliteTM

6、，1999年將專利技術(shù)授權(quán)給美國的SyntheticIndustries，商品名為TensylonTM,年生產(chǎn)能力為80-100噸。產(chǎn)品主要用于繩索、纜繩、捕魚線、防割手套、增強(qiáng)土工建筑材料、天線屏蔽器如雷達(dá)罩等。當(dāng)時(shí)制得的聚乙烯纖維物性遠(yuǎn)不如今天的超高分子量聚乙烯纖維，其主要原因有:一，所使用聚乙烯的分子量太低，末端基較多，形成較多的缺陷；二，沒有充分拉伸，沒有形成伸直鏈結(jié)晶。以后又出現(xiàn)了如結(jié)晶生長法、高倍熱拉伸法、區(qū)域拉伸法、單晶片高倍熱拉伸，增塑熔融拉伸法等來制備高強(qiáng)高模高分子纖維。真正制得高強(qiáng)纖維，在技術(shù)上取得重大突破的是凍膠紡絲法（增塑紡絲法？

7、）(1)1975年起，DSM公司對有工業(yè)化實(shí)用價(jià)值的所有方法投入研發(fā)和探討，對Pennings的界面結(jié)晶生長法和Smith,Lemstra的凍膠法予以充分的支持；1979年申請了第一份關(guān)于凍膠紡絲法制備超高分子量聚乙烯纖維的專利1980年獲得公開，1981年授權(quán)。ProcessformakingpolymerfilamentswhichhaveahightensilestrengthandahighmodulusPatentnumber:FR2459845，1981-01-16Inventor:SMITHP.;LEMSTRAP.J.Applicant:S

8、TAMICARBON(NL)第一份有關(guān)UHMWPE纖維的專利SMITHP.LEM