聚乙烯纤维

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聚乙烯纤维( 乙纶)是指由聚乙烯经熔融纺丝法纺丝而得到的纤维材料,包括短纤维和长丝,这种纤维的机械强度可通过纺丝工艺参数进行调节,而且湿态强度和伸长与干态相同,聚乙烯纤维具有强度高,密度低,绝缘性佳等优点,但热承载能力低和冷蠕变限制了它的应用,主要用于生产各种工业用纺织品,特别是滤材,篷布以及网带等产品。
中文名
聚乙烯纤维
外文名
polyethylene fiber
年消耗率
超过每年500亿磅
孔径直径
通常为 7~150微米

聚乙烯纤维物理性质

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由线型聚乙烯(高密度聚乙烯)纺制成的聚烯烃纤维。又称乙纶结晶度>85%,斜方晶系,密度0.95~0.96g/cm3,熔融温度124~138℃,玻璃化温度-75~-120℃,纤维性能分普通型和高强高模型,普通型纤维强度4.4~7.9cN/dtex,模量31~88.3cN/dtex,断裂伸长8%~35%。 [1] 

聚乙烯纤维工艺路线

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国际上高性能聚乙烯纤维有两种不同的生产工艺技术路线:一条是以Dyneema为代表的高挥发性溶剂(十氢萘)干法凝胶纺丝工艺路线(简称干法路线),另一条是以Spectra为代表的低挥发性溶剂(矿物油、白油等)湿法凝胶纺丝工艺路线(简称湿法路线)。

聚乙烯纤维干法路线

以高挥发性十氢萘为溶剂,超高分子量聚乙烯粉末为原料,采用冻胶干法纺丝→超倍热拉伸→溶剂回收系统一体化制取高性能聚乙烯纤维,纺丝原液自喷丝孔挤出后使十氢萘气化逸出,得到干态凝胶原丝,经高倍拉伸得高性能聚乙烯纤维。

聚乙烯纤维湿法路线

以矿物油、白油等低挥发性物质为溶剂制备超高分子量聚乙烯纺丝原液,纺丝原液自喷丝孔挤出后进入水浴(或水与乙三醇等的混合浴)凝固得到含低挥发性溶剂的湿态凝胶原丝。将湿态凝胶原丝用高挥发性和优良萃取性能的萃取剂(氟利昂或其他试剂)经连续萃取装置多级萃取,置换入凝胶原丝中的萃取剂经连续多级干燥装置充分气化逸出,得干态凝胶原丝,经高倍拉伸得高性能聚乙烯纤维。

聚乙烯纤维工艺路线评价

与湿法路线相比,干法路线具有工艺流程短、产品质量好、生产成本低、溶剂直接回收、纺丝与溶剂回收系统密闭一体化、经济环保等优点。目前,干法工艺路线占现有高性能聚乙烯生产能力的80%,成为生产中的主导工艺,是高性能聚乙烯纤维产业化发展方向。
  干法路线中由于十氢萘溶剂允许更高的原液浓度,而且纺丝速度远远高于湿法路线,溶剂可直接回收而不需要耗用大量的萃取剂和经历繁复耗能的多道萃取和干燥、大量混合试剂的精馏分离回收过程,从而降低了生产成本。 
湿法工艺路线中需要耗用大量的萃取剂并经历多道萃取、干燥、混合试剂精馏分离回收过程,容易造成环境污染。目前所用萃取剂为氟里昂,因对大气层有破坏作用而可能被禁用。干法路线中溶剂十氢萘除有刺激性外无其他毒性,使用安全,是一种理想的工业化试剂,干法工艺符合可持续发展、清洁生产的要求。 [2] 

聚乙烯纤维纤维性能

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(1)纤维强度和伸长与丙纶相接近
(2)吸湿能力与丙纶相似,在通常大气条件下回潮率为0。
(3)具有较稳定的化学性质,有良好的耐化学药品性和耐腐蚀性。
(4)耐热性较差,但耐湿热性能较好,其熔点为110-120℃,较其它纤维低,抗熔孔性很差。
(5)有良好的电绝缘性。耐光性较差,在光的照射下易老化。

聚乙烯纤维主要用途

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聚乙烯纤维的服用性能较差,但其价格较低,适合于制作鬃丝、扁丝或膜裂纤维,用来制造绳索、过滤布、包装布等。

聚乙烯纤维线型聚乙烯

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线型聚乙烯一般以Al(C2H5)3-TiCl3为催化剂,常压定向聚合而成,纤维成型前者用熔体纺丝法,后者以超高分子量聚乙烯为原料,用凝胶纺丝法或超拉伸法。溶剂十氢萘石蜡油石蜡煤油。纤维用途,前者用于制造绳索渔网过滤布包装袋;后者用于制造防弹服及防弹制品、防切割织物缆绳和渔网。
由聚乙烯形成的末被取代的饱和脂肪烃的线型分子构成的合成纤维

聚乙烯纤维聚乙烯

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聚乙烯(PE)是世界上最常用的塑料聚合物,年消耗率超过每年500 亿磅。 超过 70% 的 Porex 产品使用聚乙烯。以重复的线性分子结构 –CH2-CH2- 为单位,PE 是一种半结晶聚合物,其强韧性在拉伸断裂前得到增强。 一般说来,PE 是一种坚固的轻量级热塑性材料,拥有极好的耐化学性。 采用标准聚乙烯牌号生产的产品的孔径直径通常为 7~150 微米,但这些标称值可以通过特殊的混合物增加到 300 微米。
参考资料
  • 1.    赵军. 聚乙烯纤维[J]. 砖瓦世界, 1990(6):5.
  • 2.    罗益锋. 世界超高相对分子质量聚乙烯纤维发展概况与对策建议[J]. 高科技纤维与应用, 1999(5):13-19.