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
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]
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)。
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。
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。
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。
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]
(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。