国内超高分子量聚乙烯纤维生产概况

1、国内超高分子量聚乙烯纤维生产概况超高分子量聚乙烯纤维是一种新材料，它的应用领域专门广泛， 从航空航天到国防军事，再到民用绳网，都有着它宽敞的应用市场和开发 领域。目前国内此纤维的产业化生产，大约已有 13 年了。早期投产的有三 家，分不在宁波、湖南、北京。三家的生产方式各有不同，产品也各有千 秋。然而，由于此种纤维的自身特性和超高分子量的特点，它与一样常规 化纤的生产有着专门大差异。常规化纤 短纤 的总欠伸倍数一样为：几倍 -20 倍就能够了，而这种冻胶纤维的总欠伸倍数要 100多倍，为何要拉伸这 麽多倍呢？这是由于溶剂的存在，使纤维中链缠结交联点的数目减少而至。 也确实是讲，此种纤维，它从纺

2、丝喷丝板到产品成型需要一段漫长的过程 才能实现，过程长了，环节就多了，操纵起来，困难自然也就多了。它就 像一条链子，不论少了哪一环，整条链子都会断裂。在生产的每一个过程中，要严格操纵纤维的外在技术指标，更 要把握、了解纤维的内在分子结构变化，看它内在结构的变化，符合不符 合它在这一工段中所能达到的工艺要求。换句话讲：纤维在每一道生产过 程中，它的内外技术指标变化是不是人们所期望应达到的状态。因此，在 生产过程中，半成品的物检、化验是不可缺少的中间操纵手段。要想生产出合格的产品， 同时要达到一定的制成率， 确实不易。 目前，在这一领域的理论认知程度，还有待于进一步的研究提升，专门是 成熟的大规模

3、产业化生产技术，还不是十分成熟。情形不一，大体上分析： 有技术咨询题，有设备咨询题，还有的是操纵方法咨询题。因此，人员、 资金咨询题也不能排除。超高分子量聚乙烯纤维的生产是高科技，生产过程中每一道环 节的操纵，都专门严谨，操纵精度专门高。有的工段，温度相差 1 度，线 速度相差 0.1 米/分，就会产生大量毛丝及断头，造成缠辊现象，而常规化 纤的生产就不需如此严格。纤维的制作，总体上讲与常规聚酯短纤的制作有相似之处。它的要紧 生产工序如下：原料的制备双螺杆挤压机纺丝箱喷丝板 萃取干燥加热牵伸卷绕成型。原料的制备：目前，国内外原料的制备方法不一，采纳的溶剂不同， 含固量也不一样。因此，没有固定的

4、统一模式，生产制作的设备差异也专 门大，而常规熔融纺是不加溶剂的。但不论采取那种方式，最终都能达到 所需的成效。因生产是连续化的，因此原料的配比不能有波动，要求始终 平均一致。尽管含固量的提升，是提升产量的重要手段之一，但拉伸比也 随之提升，整体车速都要响应加快，增加了操作难度，毛丝的产生量相比 明显增多，不易把握。但，若能将含固量的百分比操纵在适当的浓度内， 依旧能够的，要按照自身情形，量力而行。提升计量泵的转速也是提升产 量的有效手段之一。喷丝板：由计量泵将物料挤压变为丝条，确实是通过喷丝板实现的， 板的孔径大小及刨面形状是它的重要技术参数，它对纤维的成型及拉伸性 能的好坏，起着至关重要的

5、作用。这一环节，能够称作生产当中的龙头之 处。纺丝箱和喷丝板处的温度是统一整体考虑的，温度的设定参数，是通 过观看喷出丝的熔融状态而设定的。要想操纵好它，是需要有一些具体技 术条件和实践体会来判定。 。萃取：要紧是将丝条中大量的溶剂萃取、置换出来，从而得到“纯” 度的高强度聚乙烯纤维。萃取剂的选取，厂家各有不同，生产工艺也不一 样。到目前为止，专门难找到一种即经济有用、安全环保，萃取成效又好， 还无毒、无味的理想萃取剂 在国际上，也是一个长期不宜解决的难题 。从纺丝到萃取这一工段中， 丝条随机持续的拉伸， 从外观上看， 由粗变细，由半透亮到半乳白，丝的可拉伸性也逐步提升，有了一点“强 度”。若

6、从丝的内部看，原料的分子结构并无大的变化，大分子之间没有定 向排列，依旧处在无序状态，分子之间被大量的溶剂包裹隔离着，不能形 成分子链，若分子链形不成，丝也就不可能有真正的强力。而这时的纤维 内部，实际上象是一个圆管型网状体，聚乙烯的分子颗粒在其管网之中， 随着纤维的持续拉伸变细，溶剂持续的析出，管网的形状也由圆到长，由 梳到密，物料分子之间密度逐步增加，大分子的排列，也由紊乱状态向部 分有序状态逐步转变。干燥：干燥工序，要紧目的是将粘于丝条上的萃取剂祛除烘干，以备 牵伸之用。这道工序操纵起来，看似简单，实为较难，在工艺温度及张力 上稍有把握不当，就会产生大量的并丝、疆丝现象，导致半成品丝束无

7、法 连续加工。干燥温度和干燥长度的把握是其关键所在。此工序不可小视， 它直截了当关系到后牵伸的产品质量。加热牵伸：超高分子量聚乙烯纤维的牵伸与常规涤纶短纤的牵伸工艺， 从形式上看差不多一样，但要求操纵的精度大有不同。此纤维必须采取多 级牵伸方式，才能达到高强、高模的特性。每一级欠牵伸过程中，分子间 结构都有专门大的变化。随着拉伸，大分子间由无序状向有序状，定向排 列，结晶度也随之逐步提升。只有在纤维的大分子沿纤维轴向的取向度提 升，大分子链产生的数量就多，抱合力就越大，纤维的强力自然也就越高。 纤维的结晶度提升，初始模量也自然提升，纤维在抗外力的作用下，伸长 越小，变形量也越小。纤维在欠伸过程

8、中，欠伸倍数尽量要大，要让纤维有突然的拉 伸变化，才更能促使大分子间的有序取向和高度结晶。纤维的内部结晶， 是在高取向度形成的同时，发生结晶转变的。由于此种纤维的分子量较高， 抗外力的作用强，生产上只能采取热拉伸工艺。因此，需配有较高的拉伸 温度，才能实现高倍牵伸。每一级拉伸，温度不一，要按照丝条在往常工 序中的状态而定，没有定数，但一定要在纤维自身能承担的温度范畴以内。 生产中，一样不超过摄氏温度 155 度。否则，会有硬丝，僵丝的产生。 卷绕成型：丝卷成型的要求：丝筒无塌边，无毛边，丝束要定长，定 重。所谓定长、定重，决不是简单的指，对丝束长度、重量的要求，它的 内涵专门深，若能准确把握，

9、是专门困难的。它是在要求，所有的生产工 序必须专门正常、专门稳固，纤维的纤度只有始终平均一致，才能有所保 证。如果谁能真正做到定长、定重的技术水平，谁就达到了高强纤维这一 领域里的顶峰。所有生产工艺的制定，都有着它的独立性，一套设备，配一 套工艺。所谓“工艺”一词的含义，确实是要灵活的把握生产制造艺术。 在生产实践中，工艺参数是需要随时随地的持续调整，按照纤维的生产状 态，随行就市，决不能够生搬硬套。因为，此种纤维的生产线， 从筹建到产品， 我们已做过几条了， 因此，对行业内情形也略知一二。但由于各企业之间信息往来专门少，沟 通不多的缘故，因此，看法、观点未必一致，只能各持己见。在早期投产的老

10、厂中，北京生产的纤维质量，不论在品质上， 依旧在制成率及稳固性上，都较比更好一些。技术治理人员的结构也比较 合理，分工明确。这给纤维的产品质量奠定了一定的坚实基础。山东有一新企业，从建厂到生产，又从生产到产品出口，仅用 了一年多的时刻。是目前国内进展速度最快的企业。它生产的纤维成品， 要紧技术指标如下：强力 -32cN/dtex; 断裂伸长率 -2.2 %；初始 摸量 -130 0 cN/dtex;其产品的制成率也比较高，属上乘.然而，与其他企业一样，仍旧还 存在一些纤维质量咨询题，专门是在产品的稳固性和一致性方面，与荷兰 ; 美国公司相比，依旧有一定的差距。近年来 ,国内又有几家公司也在上此

11、项目。有的已投产 ,有的正 在试车,还有的正在筹建之中 .这是件好事 ,值得推广,但要具体操作起来困难 依旧许多的 .就看现在已生产的几家公司中，都不乏高技术人才 ,也都曾经先 后同意过一流专家、教授的指点 ,企业自身也摸索、积存了专门多宝贵的生 产体会 ,但产品质量至今仍未能达到理想的状态。如果，这种纤维制作专门 容易的话，各厂家就可不能还在受某些技术咨询题的烦扰。分析起来，只 是是程度不同而已。这一实际情形，期望能引起再建者的高度重视，还当 慎重从事。国内与国外的产品质量，要紧差不是在产品的稳固性方面，而 其他的技术指标毫不逊色，关键缘故之一，是资金投入咨询题。因为，目 前国内此种纤维的生

12、产，依旧处在进展初期，主体属于民间自发的状态，资本条件专门有限，大多数人都想尽快投资回报，无力进行高一层次的研发，即使在一些要紧生产设备的资金投入上，也是省了又省。机械设备的 制造精度不够，电器设备的操纵手段及选材不精细。这势必会给今后的产 品品质，带来专门大阻碍。国内外建一条同样规模的生产线，资金投入比大约是： 1比 8 或1比 10，悬殊专门大。由此看来，目前国内能将此产品做到这种程 度，已数不宜。按讲这种纤维的再制品，应用领域如此宽广。国内的需求量应该专门大，专门是在国防物资储备方面，更应大量使用，不可缺少。这种 纤维的生产特点，确实是产量较低，若在产量规模有限的情形下，一旦需 求，短时

13、刻内是无法做到的。但是，现在国内却将较好的纤维大多出口了， 因国际市场上的需求量更大。这一现象，若能引起有关部门的高度重视， 加大对其产品的研究开发，并投入适当的资金，当为甚好。高强聚乙烯纤维的强力、模量都专门高，只是耐高温性能差，这是此物料的特性，不易改观。若通过进一步的努力，是否能用复合纺；包缠纱或表面附着耐热胶粘剂等方法，或还可将另外耐热布与其纤维布一 起制成复合材料，来补偿和改善此种材料的自身不足，从而得到新功能的、 适用性更强的材料，发挥出此纤维的最大利用价值，将会对国民经济、各 行各业的进展，带来专门多益处。大学中的实验室条件有限，大多对可行性方面的实验，做得多一些，若要实施大规模的产业化生产，在具体技术上还不能给予完善的支持。许多咨询题只有在生产的过程中，才会遇到。