专利名称：聚乙烯单丝高温高倍牵伸工艺方法
技术领域：
本发明涉及渔用聚乙烯单丝的生产方法，尤其是牵伸工艺。
背景技术：
渔用聚乙烯单丝是采用高密度聚乙烯原料，经塑料挤出机熔融挤出并经喷丝板喷出、冷却得到初生丝；然后将初生丝在一定温度下进行热牵伸而成渔用聚乙烯单丝。初生丝力学性能差，采用热牵伸是提高聚乙烯单丝强度性能的主要手段，只有经过牵伸以后使单丝内分子取向，才能赋予其优良的力学性能。在一定的加热介质和温度条件下，单丝的强度随着牵伸倍数的增加而提高，断裂伸长率减小；然而，当牵伸倍数超出适度范围时，在工艺上将无法满足连续化生产的要求，而且单丝的强度性能以及综合性能也将大幅度下降。目前，渔用聚乙烯单丝生产中的热牵伸以水为加热介质，水温95℃左右，牵伸倍数只能达到8～10倍。SC5005-1988标准中渔用聚乙烯单丝优等品强度指标分别为断裂强度56cN/tex；单丝结节强度39cN/tex。为了提高聚乙烯单丝的力学性能，除了需要提高加热介质的温度来提高牵伸倍数之外，还需要有与改变加热介质相适应的工艺方法。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提高聚乙烯单丝的牵伸率以提高渔用聚乙烯单丝的强度性能。
本发明的技术方案包括采用高密度聚乙烯原料、融法纺丝和热牵伸工艺设备，其特征是将高密度聚乙烯原料用长径比为25∶1的单螺杆挤出机熔融，并配用长径比8∶1的喷丝板制成初生丝；初生丝以乙二醇为牵伸加热介质，将加热介质温度控制在112℃～124℃的范围内，牵伸12.6～15.7倍后，采用气流法快速冷却、收卷聚乙烯单丝。
采用本方法生产的聚乙烯单丝断裂强度和结节强度分别达到85cN/tex和47cN/tex，同时采用气流法快速冷却可清除并回收单丝在牵伸槽内牵伸后高速拉出时残留在单丝表面的加热介质，使高温、高倍牵伸后的单丝快速冷却，提高经热牵伸后单丝内部分子链沿牵伸方向取向的保持率，从而提高单丝抗拉性能。以本方法制造的聚乙烯单丝应用于渔业生产，在网线强力相同的条件下，可使材料的消耗量降低26％，同时由于网线直径减小了17％，从而提高网具的滤水性能，尤其在应用于拖网渔具后，对降低拖网阻力，提高网具的捕捞生产效率有显著作用。应用本方法生产的高强度聚乙烯单丝材料制成的拖网经拖网水池模型试验及生产应用结果说明在相同的生产条件下捕捞效率平均提高11.5％，生产能耗可降低2.3％，总体经济效益提高12～13％的技术效果。
具体实施例方式
实施例一以牌号为5000S的高密度聚乙烯为原料，采用长径比为25∶1的单螺杆挤出机，三段料筒温度分别控制在195～200℃、240～245℃和265～270℃，喷丝板温度控制在265～270℃，纺丝速度为10m/min，冷却结晶温度为50～60℃，制备初生丝；初生丝以乙二醇为牵伸加热介质，温度控制在122～124℃，加热区间长度为60cm，单丝在加热牵伸以后和以前的线速度比为15.7，牵伸后的单丝经气流法快速冷却、收卷，得到直径为0.19mm、线密度为34tex、断裂强度为85cN/tex、断裂伸长率18％、单丝结节强度为43cN/tex，适用于大规格渔用网线和绳索之用的高强度渔用聚乙烯单丝。
实施例二以牌号为5000S的高密度聚乙烯为原料，采用长径比为25∶1的单螺杆挤出机，三段料筒温度分别控制在195～200℃、240～245℃和265～270℃，喷丝板温度控制在265～270℃，纺丝速度为15m/min，冷却结晶温度为50～60℃，制备初生丝；初生丝以乙二醇为牵伸加热介质，控制温度在116～118℃，加热区间长度为80cm，单丝在加热牵伸以后和以前的线速度比为12.6，牵伸后的单丝经气流法快速冷却、收卷，得到直径为0.21mm、线密度为40tex、断裂强度为68cN/tex、断裂伸长率15％、单丝结节强度为47cN/tex，适于小规格渔用网线制作用的高强度渔用聚乙烯单丝。
权利要求
1.聚乙烯单丝高温高倍牵伸工艺方法采用高密度聚乙烯原料、融法纺丝和热牵伸工艺设备，其特征是将高密度聚乙烯原料用长径比为25∶1的单螺杆挤出机熔融，并配用长径比8∶1的喷丝板制成初生丝；初生丝以乙二醇为牵伸加热介质，将加热介质温度控制在112℃～124℃的范围内，牵伸12.6～15.7倍后，采用气流法快速冷却、收卷聚乙烯单丝。
2.根据权利要求1所述的聚乙烯单丝高温高倍牵伸工艺方法，其特征是以牌号为5000S的高密度聚乙烯原料，单螺杆挤出机三段料筒温度分别控制在195～200℃、240～245℃和265～270℃，喷丝板温度控制在265～270℃，纺丝速度10m/min，冷却结晶温度为50～60℃，制备初生丝；加热介质温度控制在122～124℃，加热区间长度60cm，单丝在加热牵伸以后和以前的线速度比为15.7。
3.根据权利要求1所述的聚乙烯单丝高温高倍牵伸工艺方法，其特征是以牌号为5000S的高密度聚乙烯为原料，单螺杆挤出机三段料筒温度分别控制在195～200℃、240～245℃和265～270℃，喷丝板温度控制在265～270℃，纺丝速度为15m/min，冷却结晶温度为50～60℃，制备初生丝；加热介质温度控制在116～118℃，加热区间长度为80cm，单丝在加热牵伸以后和以前的线速度比为12.6。
全文摘要
聚乙烯单丝高温高倍牵伸工艺方法，本发明涉及渔用聚乙烯单丝的生产方法，尤其是牵伸工艺，需要解决的技术问题是提高聚乙烯单丝的牵伸率以提高渔用聚乙烯单丝的强度性能。本发明的技术方案采用高密度聚乙烯原料、融法纺丝和热牵伸工艺设备，其特征是将高密度聚乙烯原料用长径比为25∶1的单螺杆挤出机熔融，配用长径比8∶1的喷丝板制成初生丝；初生丝以乙二醇为牵伸加热介质，将加热介质温度控制在112℃～124℃的范围内，牵伸12.6～15.7倍后，采用气流法快速冷却、收卷聚乙烯单丝。本发明用于渔用聚乙烯单丝生产。
文档编号D01D5/12GK1590603SQ0315053
公开日2005年3月9日 申请日期2003年8月25日 优先权日2003年8月25日
发明者王鲁民, 陈雪忠, 胡萍, 施锦飞, 刘文洁, 张勋 申请人:中国水产科学研究院东海水产研究所