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纖維級(jí)高分子材料
信息來(lái)自:超高分子量聚乙烯www.jxfangzheng.cn 發(fā)布日期：2013-4-26 瀏覽次數(shù)：106
導(dǎo)讀： 突破國(guó)際難題的紡絲級(jí)超高分子量聚乙烯（HOY-UHMWPE簡(jiǎn)稱：HPE），是現(xiàn)有的工程塑料中最容易加工，密度最小，性能最高的工程塑料。擠塑是直接由長(zhǎng)纖維構(gòu)成的各種高強(qiáng)度的纖維型材和膜片，無(wú)須短纖維結(jié)構(gòu)性能材料，世界獨(dú)一無(wú)二的無(wú)鋼防護(hù)和鋼管一樣厚直接泵送高難度混凝土得以證實(shí)，這樣高耗能的金屬?gòu)?fù)合管就沒(méi)有存在的意義了，用于普通
突破國(guó)際難題的紡絲級(jí)超高分子量聚乙烯（HOY-UHMWPE簡(jiǎn)稱：HPE），是現(xiàn)有的工程塑料中最容易加工，密度最小，性能最高的工程塑料。擠塑是直接由長(zhǎng)纖維構(gòu)成的各種高強(qiáng)度的纖維型材和膜片，無(wú)須短纖維結(jié)構(gòu)性能材料，世界獨(dú)一無(wú)二的無(wú)鋼防護(hù)和鋼管一樣厚直接泵送高難度混凝土得以證實(shí)，這樣高耗能的金屬?gòu)?fù)合管就沒(méi)有存在的意義了，用于普通塑料管行業(yè)就可以節(jié)省大量能源和材料成本而承受的高運(yùn)行壓力。也可以取代金屬型材讓纖維性能得到廣泛的應(yīng)用，利用鋼的連接加工技術(shù)而容易施工，也可以開(kāi)發(fā)利用鋼和纖維各自的性能復(fù)合，取代尼龍和塑料王等工程塑料在很多高強(qiáng)度方面應(yīng)用是具有價(jià)值意義。
優(yōu)異性能的超高分子量聚乙烯是發(fā)達(dá)國(guó)家都在大力研究推廣應(yīng)用技術(shù)的材料，至今無(wú)一突破。紡絲級(jí)超高分子量聚乙烯是成功突破了這一世界性應(yīng)用技術(shù)難題。并且高分子材料的分子量越大，物理性能硬度和強(qiáng)度就越好，只是應(yīng)用十分困難。本技術(shù)突破了無(wú)論直線結(jié)構(gòu)高分子材料的分子量有多大，都能使它的分子量繼續(xù)變大。而用普通設(shè)備很容易生產(chǎn)應(yīng)用開(kāi)發(fā)各種高性能產(chǎn)品，這技術(shù)給高分子材料為人類高品質(zhì)的生活而具有劃時(shí)代的意義。
超高分子量聚乙烯具有的耐磨性、耐沖擊性、自潤(rùn)滑性、耐化學(xué)品性、沖擊能吸收性、耐低溫性、抗紫外線輻射，高絕緣電性能都是其他高分子材料無(wú)法比的性能。而紡絲級(jí)超高分子量聚乙烯不僅是現(xiàn)有的熱塑性高分子材料中分子量最大，而且是現(xiàn)有的工程高分子塑料中最容易加工的材料。這樣就使高分子材料在分子量越大，物理性能越優(yōu)異，作為高性能的高分子基礎(chǔ)材料在開(kāi)發(fā)應(yīng)用中提供了簡(jiǎn)單方便經(jīng)濟(jì)環(huán)保的科技創(chuàng)新應(yīng)用價(jià)值的有力保證。
紡絲級(jí)超高分子量聚乙烯是分子量很大的一種直線分子結(jié)構(gòu)的熱塑性材料。并且在熔融狀態(tài)下具有很好的流動(dòng)性，是很粘稠的膠體。它是一種對(duì)熱剪切極不敏感的聚合物，這是由它的分子量大的自潤(rùn)滑性和直線膠體結(jié)構(gòu)造成的優(yōu)異性能，不會(huì)隨熱塑性加工而破壞它的分子量，從而保證了它的性能不會(huì)隨加工而降低。從而實(shí)現(xiàn)了大型機(jī)械產(chǎn)品的配件、管道、板材，薄膜開(kāi)發(fā)應(yīng)用上的難題。為機(jī)械，電子，交通工具，能源，軍工，化工，醫(yī)療，航空等高性能上的開(kāi)發(fā)利用提供了基礎(chǔ)應(yīng)用材料。
由于紡絲級(jí)超高分子量聚乙烯的分子量很大，又是直線膠體結(jié)構(gòu)，有很好的流動(dòng)性。在擠塑生產(chǎn)任何產(chǎn)品時(shí)，它的還有一個(gè)很大優(yōu)點(diǎn)是在作用力與反作用力下能實(shí)現(xiàn)部分直線分子的分子鏈伸直取向，從而突破實(shí)現(xiàn)了不需要用短纖維復(fù)合改性來(lái)提高產(chǎn)品性能的技術(shù)難題。吹膜也是同理同效果生產(chǎn)高強(qiáng)度很薄、含纖維很平滑的膜片，現(xiàn)國(guó)際都是壓板再切片，不能任意大和平滑的膜片。從此材料的結(jié)構(gòu)和物理特性來(lái)分析，注塑產(chǎn)品性能不及擠塑和吹膜產(chǎn)品的性能，因?yàn)樽⑺懿荒茉谧饔昧εc反作用力下實(shí)現(xiàn)部分直線分子的分子鏈伸直取向生成纖維的，權(quán)威檢測(cè)也如此。但它的分子量很大，物理纏結(jié)點(diǎn)就多，注塑產(chǎn)品性能也要好于其他高分子工程塑料，性能檢測(cè)報(bào)告是國(guó)家化學(xué)材料檢測(cè)中心用注塑做的試樣。
由于紡絲級(jí)超高分子量聚乙烯的分子量很大，又是直線膠體結(jié)構(gòu)，有很好的流動(dòng)性。實(shí)現(xiàn)高性能纖維的產(chǎn)業(yè)化和高產(chǎn)量成為現(xiàn)實(shí)。只要是直線結(jié)構(gòu)，—C—C—化學(xué)鍵能是固定的，它沒(méi)有時(shí)間和地點(diǎn)不同而不同，只有實(shí)現(xiàn)分子鏈取向伸直度地工藝水平不同而強(qiáng)度不同，并且與分子量大小也沒(méi)有關(guān)系，分子量大單位橫截面的物理結(jié)點(diǎn)要小于分子量小的物理結(jié)點(diǎn)，而整體纖維的強(qiáng)度就會(huì)實(shí)現(xiàn)化學(xué)鍵能的最大化。分子量很大就容易實(shí)現(xiàn)納米級(jí)纖維的產(chǎn)業(yè)化，因?yàn)榧徑z級(jí)超高分子量聚乙烯是很好流動(dòng)粘稠的膠體，在速度控制下就很容易抽出很細(xì)的初始纖維，再?gòu)睦w維內(nèi)溫高往下降到這材料熱變形溫度的水溫中，繼續(xù)進(jìn)行讓纏繞的分子鏈伸直取向，然后在作用力與反作用力把分子鏈充分拉直實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度纖維。這樣，投資設(shè)備簡(jiǎn)單，環(huán)保無(wú)污染，高產(chǎn)量、高性能，操作技術(shù)簡(jiǎn)便的超高分子量聚乙烯纖維的生產(chǎn)方法實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化了，國(guó)際上發(fā)達(dá)國(guó)家現(xiàn)在使用的高性能超高分子量聚乙烯纖維的生產(chǎn)方式是溶劑紡絲法，此方法投資設(shè)備大，技術(shù)難控制，產(chǎn)量低，環(huán)境污染大。已經(jīng)不適用紡絲級(jí)超高分子量聚乙烯材料生產(chǎn)纖維的方法了，而是以上介紹的簡(jiǎn)便直熔紡絲法，此方法科學(xué)合理，它已經(jīng)實(shí)現(xiàn)抽纖拉絲造粒，也和中國(guó)紡織研究院已簡(jiǎn)單試驗(yàn)檢測(cè)纖維強(qiáng)度了。
普通設(shè)備生產(chǎn)高強(qiáng)度產(chǎn)品加工工藝如下：
1、 由于紡絲級(jí)超高分子量聚乙烯雖在熔融下自潤(rùn)滑流動(dòng)性好，但是很粘稠的膠體狀物質(zhì)，不能通過(guò)過(guò)濾網(wǎng)，在有過(guò)濾網(wǎng)的設(shè)備請(qǐng)取出不用。熔點(diǎn)為137.2攝氏度。
2、 擠塑生產(chǎn)是產(chǎn)品最好性能的工藝方法，直接可以用眼可見(jiàn)的長(zhǎng)纖維構(gòu)成，溫度為進(jìn)口180攝氏度，中間溫度為220到270攝氏度之間，由于分子量大，傳熱慢，要保證能充分塑化，生產(chǎn)管道和板，棒，出口溫度為150到170攝氏度。
3、 注塑生產(chǎn)，此材料不吸水，無(wú)須干燥，注塑壓力很小，小壓力設(shè)備注大制品。
優(yōu)異性能的超高分子量聚乙烯是發(fā)達(dá)國(guó)家都在大力研究推廣應(yīng)用技術(shù)的材料，至今無(wú)一突破。紡絲級(jí)超高分子量聚乙烯是成功突破了這一世界性應(yīng)用技術(shù)難題。并且高分子材料的分子量越大，物理性能硬度和強(qiáng)度就越好，只是應(yīng)用十分困難。本技術(shù)突破了無(wú)論直線結(jié)構(gòu)高分子材料的分子量有多大，都能使它的分子量繼續(xù)變大。而用普通設(shè)備很容易生產(chǎn)應(yīng)用開(kāi)發(fā)各種高性能產(chǎn)品，這技術(shù)給高分子材料為人類高品質(zhì)的生活而具有劃時(shí)代的意義。
超高分子量聚乙烯具有的耐磨性、耐沖擊性、自潤(rùn)滑性、耐化學(xué)品性、沖擊能吸收性、耐低溫性、抗紫外線輻射，高絕緣電性能都是其他高分子材料無(wú)法比的性能。而紡絲級(jí)超高分子量聚乙烯不僅是現(xiàn)有的熱塑性高分子材料中分子量最大，而且是現(xiàn)有的工程高分子塑料中最容易加工的材料。這樣就使高分子材料在分子量越大，物理性能越優(yōu)異，作為高性能的高分子基礎(chǔ)材料在開(kāi)發(fā)應(yīng)用中提供了簡(jiǎn)單方便經(jīng)濟(jì)環(huán)保的科技創(chuàng)新應(yīng)用價(jià)值的有力保證。
紡絲級(jí)超高分子量聚乙烯是分子量很大的一種直線分子結(jié)構(gòu)的熱塑性材料。并且在熔融狀態(tài)下具有很好的流動(dòng)性，是很粘稠的膠體。它是一種對(duì)熱剪切極不敏感的聚合物，這是由它的分子量大的自潤(rùn)滑性和直線膠體結(jié)構(gòu)造成的優(yōu)異性能，不會(huì)隨熱塑性加工而破壞它的分子量，從而保證了它的性能不會(huì)隨加工而降低。從而實(shí)現(xiàn)了大型機(jī)械產(chǎn)品的配件、管道、板材，薄膜開(kāi)發(fā)應(yīng)用上的難題。為機(jī)械，電子，交通工具，能源，軍工，化工，醫(yī)療，航空等高性能上的開(kāi)發(fā)利用提供了基礎(chǔ)應(yīng)用材料。
由于紡絲級(jí)超高分子量聚乙烯的分子量很大，又是直線膠體結(jié)構(gòu)，有很好的流動(dòng)性。在擠塑生產(chǎn)任何產(chǎn)品時(shí)，它的還有一個(gè)很大優(yōu)點(diǎn)是在作用力與反作用力下能實(shí)現(xiàn)部分直線分子的分子鏈伸直取向，從而突破實(shí)現(xiàn)了不需要用短纖維復(fù)合改性來(lái)提高產(chǎn)品性能的技術(shù)難題。吹膜也是同理同效果生產(chǎn)高強(qiáng)度很薄、含纖維很平滑的膜片，現(xiàn)國(guó)際都是壓板再切片，不能任意大和平滑的膜片。從此材料的結(jié)構(gòu)和物理特性來(lái)分析，注塑產(chǎn)品性能不及擠塑和吹膜產(chǎn)品的性能，因?yàn)樽⑺懿荒茉谧饔昧εc反作用力下實(shí)現(xiàn)部分直線分子的分子鏈伸直取向生成纖維的，權(quán)威檢測(cè)也如此。但它的分子量很大，物理纏結(jié)點(diǎn)就多，注塑產(chǎn)品性能也要好于其他高分子工程塑料，性能檢測(cè)報(bào)告是國(guó)家化學(xué)材料檢測(cè)中心用注塑做的試樣。
由于紡絲級(jí)超高分子量聚乙烯的分子量很大，又是直線膠體結(jié)構(gòu)，有很好的流動(dòng)性。實(shí)現(xiàn)高性能纖維的產(chǎn)業(yè)化和高產(chǎn)量成為現(xiàn)實(shí)。只要是直線結(jié)構(gòu)，—C—C—化學(xué)鍵能是固定的，它沒(méi)有時(shí)間和地點(diǎn)不同而不同，只有實(shí)現(xiàn)分子鏈取向伸直度地工藝水平不同而強(qiáng)度不同，并且與分子量大小也沒(méi)有關(guān)系，分子量大單位橫截面的物理結(jié)點(diǎn)要小于分子量小的物理結(jié)點(diǎn)，而整體纖維的強(qiáng)度就會(huì)實(shí)現(xiàn)化學(xué)鍵能的最大化。分子量很大就容易實(shí)現(xiàn)納米級(jí)纖維的產(chǎn)業(yè)化，因?yàn)榧徑z級(jí)超高分子量聚乙烯是很好流動(dòng)粘稠的膠體，在速度控制下就很容易抽出很細(xì)的初始纖維，再?gòu)睦w維內(nèi)溫高往下降到這材料熱變形溫度的水溫中，繼續(xù)進(jìn)行讓纏繞的分子鏈伸直取向，然后在作用力與反作用力把分子鏈充分拉直實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度纖維。這樣，投資設(shè)備簡(jiǎn)單，環(huán)保無(wú)污染，高產(chǎn)量、高性能，操作技術(shù)簡(jiǎn)便的超高分子量聚乙烯纖維的生產(chǎn)方法實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化了，國(guó)際上發(fā)達(dá)國(guó)家現(xiàn)在使用的高性能超高分子量聚乙烯纖維的生產(chǎn)方式是溶劑紡絲法，此方法投資設(shè)備大，技術(shù)難控制，產(chǎn)量低，環(huán)境污染大。已經(jīng)不適用紡絲級(jí)超高分子量聚乙烯材料生產(chǎn)纖維的方法了，而是以上介紹的簡(jiǎn)便直熔紡絲法，此方法科學(xué)合理，它已經(jīng)實(shí)現(xiàn)抽纖拉絲造粒，也和中國(guó)紡織研究院已簡(jiǎn)單試驗(yàn)檢測(cè)纖維強(qiáng)度了。
普通設(shè)備生產(chǎn)高強(qiáng)度產(chǎn)品加工工藝如下：
1、 由于紡絲級(jí)超高分子量聚乙烯雖在熔融下自潤(rùn)滑流動(dòng)性好，但是很粘稠的膠體狀物質(zhì)，不能通過(guò)過(guò)濾網(wǎng)，在有過(guò)濾網(wǎng)的設(shè)備請(qǐng)取出不用。熔點(diǎn)為137.2攝氏度。
2、 擠塑生產(chǎn)是產(chǎn)品最好性能的工藝方法，直接可以用眼可見(jiàn)的長(zhǎng)纖維構(gòu)成，溫度為進(jìn)口180攝氏度，中間溫度為220到270攝氏度之間，由于分子量大，傳熱慢，要保證能充分塑化，生產(chǎn)管道和板，棒，出口溫度為150到170攝氏度。
3、 注塑生產(chǎn)，此材料不吸水，無(wú)須干燥，注塑壓力很小，小壓力設(shè)備注大制品。
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