國內(nèi)超高分子量聚乙烯纖維生產(chǎn)概況

1、國內(nèi)超高分子量聚乙烯纖維生產(chǎn)概況超高分子量聚乙烯纖維是一種新材料，它的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)ｉT廣泛， 從航空航天到國防軍事，再到民用繩網(wǎng)，都有著它寬敞的應(yīng)用市場和開發(fā) 領(lǐng)域。目前國內(nèi)此纖維的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，大約已有 13年了。早期投產(chǎn)的有三 家，分不在寧波、湖南、北京。三家的生產(chǎn)方式各有不同，產(chǎn)品也各有千 秋。然而，由于此種纖維的自身特性和超高分子量的特點(diǎn)，它與一樣常規(guī) 化纖的生產(chǎn)有著專門大差異。常規(guī)化纖短纖的總欠伸倍數(shù)一樣為：幾倍- 20倍就能夠了，而這種凍膠纖維的總欠伸倍數(shù)要 100多倍，為何要拉伸這 麼多倍呢？這是由于溶劑的存在，使纖維中鏈纏結(jié)交聯(lián)點(diǎn)的數(shù)目減少而至。 也確實(shí)是講，此種纖維，它從紡絲噴絲板

2、到產(chǎn)品成型需要一段漫長的過程 才能實(shí)現(xiàn)，過程長了，環(huán)節(jié)就多了，操縱起來，困難自然也就多了。它就 像一條鏈子，不論少了哪一環(huán)，整條鏈子都會(huì)斷裂。在生產(chǎn)的每一個(gè)過程中，要嚴(yán)格操縱纖維的外在技術(shù)指標(biāo)，更 要把握、了解纖維的內(nèi)在分子結(jié)構(gòu)變化，看它內(nèi)在結(jié)構(gòu)的變化，符合不符 合它在這一工段中所能達(dá)到的工藝要求。換句話講：纖維在每一道生產(chǎn)過 程中，它的內(nèi)外技術(shù)指標(biāo)變化是不是人們所期望應(yīng)達(dá)到的狀態(tài)。因此，在 生產(chǎn)過程中，半成品的物檢、化驗(yàn)是不可缺少的中間操縱手段。要想生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品，同時(shí)要達(dá)到一定的制成率，確實(shí)不易。 目前，在這一領(lǐng)域的理論認(rèn)知程度，還有待于進(jìn)一步的研究提升，專門是 成熟的大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)技

3、術(shù)，還不是十分成熟。情形不一，大體上分析： 有技術(shù)咨詢題，有設(shè)備咨詢題，還有的是操縱方法咨詢題。因此，人員、 資金咨詢題也不能排除。超高分子量聚乙烯纖維的生產(chǎn)是高科技，生產(chǎn)過程中每一道環(huán) 節(jié)的操縱，都專門嚴(yán)謹(jǐn)，操縱精度專門高。有的工段，溫度相差 1度，線 速度相差0.1米/分，就會(huì)產(chǎn)生大量毛絲及斷頭，造成纏輯現(xiàn)象，而常規(guī)化 纖的生產(chǎn)就不需如此嚴(yán)格。纖維的制作，總體上講與常規(guī)聚酯短纖的制作有相似之處。它的要緊 生產(chǎn)工序如下：原料的制備一一雙螺桿擠壓機(jī)一一紡絲箱一一噴絲板一一 萃取一一干燥一一加熱牽伸一一卷繞成型。原料的制備：目前，國內(nèi)外原料的制備方法不一，采納的溶劑不同， 含固量也不一樣。因此，

4、沒有固定的統(tǒng)一模式，生產(chǎn)制作的設(shè)備差異也專 門大，而常規(guī)熔融紡是不加溶劑的。但不論采取那種方式，最終都能達(dá)到 所需的成效。因生產(chǎn)是連續(xù)化的，因此原料的配比不能有波動(dòng)，要求始終 平均一致。盡管含固量的提升，是提升產(chǎn)量的重要手段之一，但拉伸比也 隨之提升，整體車速都要響應(yīng)加快，增加了操作難度，毛絲的產(chǎn)生量相比 明顯增多，不易把握。但，若能將含固量的百分比操縱在適當(dāng)?shù)臐舛葍?nèi)， 依舊能夠的，要按照自身情形，量力而行。提升計(jì)量泵的轉(zhuǎn)速也是提升產(chǎn) 量的有效手段之一。噴絲板：由計(jì)量泵將物料擠壓變?yōu)榻z條，確實(shí)是通過噴絲板實(shí)現(xiàn)的， 板的孔徑大小及刨面形狀是它的重要技術(shù)參數(shù)，它對纖維的成型及拉伸性 能的好壞，起著

5、至關(guān)重要的作用。這一環(huán)節(jié)，能夠稱作生產(chǎn)當(dāng)中的龍頭之 處。紡絲箱和噴絲板處的溫度是統(tǒng)一整體考慮的，溫度的設(shè)定參數(shù)，是通 過觀看噴出絲的熔融狀態(tài)而設(shè)定的。要想操縱好它，是需要有一些具體技 術(shù)條件和實(shí)踐體會(huì)來判定。萃?。阂o是將絲條中大量的溶劑萃取、置換出來，從而得到“純” 度的高強(qiáng)度聚乙烯纖維。萃取劑的選取，廠家各有不同，生產(chǎn)工藝也不一 樣。到目前為止，專門難找到一種即經(jīng)濟(jì)有用、安全環(huán)保，萃取成效又好， 還無毒、無味的理想萃取劑在國際上，也是一個(gè)長期不宜解決的難題。從紡絲到萃取這一工段中，絲條隨機(jī)持續(xù)的拉伸，從外觀上看, 由粗變細(xì)，由半透亮到半乳白，絲的可拉伸性也逐步提升，有了一點(diǎn)“強(qiáng) 度”。若從

6、絲的內(nèi)部看，原料的分子結(jié)構(gòu)并無大的變化，大分子之間沒有定 向排列，依舊處在無序狀態(tài)，分子之間被大量的溶劑包裹隔離著，不能形 成分子鏈，若分子鏈形不成，絲也就不可能有真正的強(qiáng)力。而這時(shí)的纖維 內(nèi)部，實(shí)際上象是一個(gè)圓管型網(wǎng)狀體，聚乙烯的分子顆粒在其管網(wǎng)之中， 隨著纖維的持續(xù)拉伸變細(xì)，溶劑持續(xù)的析出，管網(wǎng)的形狀也由圓到長，由梳到密，物料分子之間密度逐步增加，大分子的排列，也由紊亂狀態(tài)向部 分有序狀態(tài)逐步轉(zhuǎn)變。干燥：干燥工序，要緊目的是將粘于絲條上的萃取劑祛除烘干，以備 牽伸之用。這道工序操縱起來，看似簡單，實(shí)為較難，在工藝溫度及張力 上稍有把握不當(dāng)，就會(huì)產(chǎn)生大量的并絲、疆絲現(xiàn)象，導(dǎo)致半成品絲束無法

7、連續(xù)加工。干燥溫度和干燥長度的把握是其關(guān)鍵所在。此工序不可小視， 它直截了當(dāng)關(guān)系到后牽伸的產(chǎn)品質(zhì)量。加熱牽伸：超高分子量聚乙烯纖維的牽伸與常規(guī)滌綸短纖的牽伸工藝， 從形式上看差不多一樣，但要求操縱的精度大有不同。此纖維必須采取多 級牽伸方式，才能達(dá)到高強(qiáng)、高模的特性。每一級欠牽伸過程中，分子間 結(jié)構(gòu)都有專門大的變化。隨著拉伸，大分子間由無序狀向有序狀，定向排 列，結(jié)晶度也隨之逐步提升。只有在纖維的大分子沿纖維軸向的取向度提 升，大分子鏈產(chǎn)生的數(shù)量就多，抱合力就越大，纖維的強(qiáng)力自然也就越高。 纖維的結(jié)晶度提升，初始模量也自然提升，纖維在抗外力的作用下，伸長 越小，變形量也越小。纖維在欠伸過程中，

8、欠伸倍數(shù)盡量要大，要讓纖維有突然的拉 伸變化，才更能促使大分子間的有序取向和高度結(jié)晶。纖維的內(nèi)部結(jié)晶， 是在高取向度形成的同時(shí)，發(fā)生結(jié)晶轉(zhuǎn)變的。由于此種纖維的分子量較高， 抗外力的作用強(qiáng)，生產(chǎn)上只能采取熱拉伸工藝。因此，需配有較高的拉伸 溫度，才能實(shí)現(xiàn)高倍牽伸。每一級拉伸，溫度不一，要按照絲條在往常工 序中的狀態(tài)而定，沒有定數(shù)，但一定要在纖維自身能承擔(dān)的溫度范疇以內(nèi)。 生產(chǎn)中，一樣不超過攝氏溫度155度。否則，會(huì)有硬絲，俗絲的產(chǎn)生。卷繞成型：絲卷成型的要求：絲筒無塌邊，無毛邊，絲束要定長，定 重。所謂定長、定重，決不是簡單的指，對絲束長度、重量的要求，它的 內(nèi)涵專門深，若能準(zhǔn)確把握，是專門困難

9、的。它是在要求，所有的生產(chǎn)工 序必須專門正常、專門穩(wěn)固，纖維的纖度只有始終平均一致，才能有所保 證。如果誰能真正做到定長、定重的技術(shù)水平，誰就達(dá)到了高強(qiáng)纖維這一 領(lǐng)域里的頂峰。所有生產(chǎn)工藝的制定，都有著它的獨(dú)立性，一套設(shè)備，配一 套工藝。所謂“工藝” 一詞的含義，確實(shí)是要靈活的把握生產(chǎn)制造藝術(shù)。 在生產(chǎn)實(shí)踐中，工藝參數(shù)是需要隨時(shí)隨地的持續(xù)調(diào)整，按照纖維的生產(chǎn)狀 態(tài)，隨行就市，決不能夠生搬硬套。因?yàn)?，此種纖維的生產(chǎn)線，從籌建到產(chǎn)品，我們已做過幾條了， 因此，對行業(yè)內(nèi)情形也略知一二。但由于各企業(yè)之間信息往來專門少，溝 通不多的緣故，因此，看法、觀點(diǎn)未必一致，只能各持己見。在早期投產(chǎn)的老廠中，北京生

10、產(chǎn)的纖維質(zhì)量，不論在品質(zhì)上， 依舊在制成率及穩(wěn)固性上，都較比更好一些。技術(shù)治理人員的結(jié)構(gòu)也比較 合理，分工明確。這給纖維的產(chǎn)品質(zhì)量奠定了一定的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。山東有一新企業(yè)，從建廠到生產(chǎn)，又從生產(chǎn)到產(chǎn)品出口，僅用 了一年多的時(shí)刻。是目前國內(nèi)進(jìn)展速度最快的企業(yè)。它生產(chǎn)的纖維成品， 要緊技術(shù)指標(biāo)如下：強(qiáng)力-32cN/dtex;斷裂伸長率-2.2 %;初始 摸量-130 0 cN/dtex;其產(chǎn)品的制成率也比較高，屬上乘.然而，與其他企業(yè)一樣，仍舊還 存在一些纖維質(zhì)量咨詢題，專門是在產(chǎn)品的穩(wěn)固性和一致性方面，與荷蘭 ； 美國公司相比，依舊有一定的差距。近年來，國內(nèi)又有幾家公司也在上此項(xiàng)目。有的已投產(chǎn)，有的

11、正 在試車，還有的正在籌建之中.這是件好事，值得推廣，但要具體操作起來困難 依舊許多的.就看現(xiàn)在已生產(chǎn)的幾家公司中，都不乏高技術(shù)人才 ，也都曾經(jīng)先 后同意過一流專家、教授的指點(diǎn)，企業(yè)自身也摸索、積存了專門多寶貴的生 產(chǎn)體會(huì)，但產(chǎn)品質(zhì)量至今仍未能達(dá)到理想的狀態(tài)。如果，這種纖維制作專門 容易的話，各廠家就可不能還在受某些技術(shù)咨詢題的煩擾。分析起來，只 是是程度不同而已。這一實(shí)際情形，期望能引起再建者的高度重視，還當(dāng) 慎重從事。國內(nèi)與國外的產(chǎn)品質(zhì)量，要緊差不是在產(chǎn)品的穩(wěn)固性方面，而 其他的技術(shù)指標(biāo)毫不遜色，關(guān)鍵緣故之一，是資金投入咨詢題。因?yàn)?，?前國內(nèi)此種纖維的生產(chǎn)，依舊處在進(jìn)展初期，主體屬于民間

12、自發(fā)的狀態(tài)， 資本條件專門有限，大多數(shù)人都想盡快投資回報(bào)，無力進(jìn)行高一層次的研 發(fā)，即使在一些要緊生產(chǎn)設(shè)備的資金投入上，也是省了又省。機(jī)械設(shè)備的 制造精度不夠，電器設(shè)備的操縱手段及選材不精細(xì)。這勢必會(huì)給今后的產(chǎn) 品品質(zhì)，帶來專門大阻礙。8。國內(nèi)外建一條同樣規(guī)模的生產(chǎn)線，資金投入比大約是：1比-或1比10,懸殊專門大。由此看來，目前國內(nèi)能將此產(chǎn)品做到這種程 度，已數(shù)不宜。按講這種纖維的再制品，應(yīng)用領(lǐng)域如此寬廣。國內(nèi)的需求量應(yīng) 該專門大，專門是在國防物資儲備方面，更應(yīng)大量使用，不可缺少。這種 纖維的生產(chǎn)特點(diǎn)，確實(shí)是產(chǎn)量較低，若在產(chǎn)量規(guī)模有限的情形下，一旦需 求，短時(shí)刻內(nèi)是無法做到的。但是，現(xiàn)在國內(nèi)

13、卻將較好的纖維大多出口了， 因國際市場上的需求量更大。這一現(xiàn)象，若能引起有關(guān)部門的高度重視， 加大對其產(chǎn)品的研究開發(fā)，并投入適當(dāng)?shù)馁Y金，當(dāng)為甚好。高強(qiáng)聚乙烯纖維的強(qiáng)力、模量都專門高，只是耐高溫性能差， 這是此物料的特性，不易改觀。若通過進(jìn)一步的努力，是否能用復(fù)合紡； 包纏紗或表面附著耐熱膠粘劑等方法，或還可將另外耐熱布與其纖維布一 起制成復(fù)合材料，來補(bǔ)償和改善此種材料的自身不足，從而得到新功能的、 適用性更強(qiáng)的材料，發(fā)揮出此纖維的最大利用價(jià)值，將會(huì)對國民經(jīng)濟(jì)、各 行各業(yè)的進(jìn)展，帶來專門多益處。大學(xué)中的實(shí)驗(yàn)室條件有限，大多對可行性方面的實(shí)驗(yàn)，做得 多一些，若要實(shí)施大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，在具體技術(shù)上還不能給予完善的 支持。許多咨詢題只有在生產(chǎn)的過程中，才會(huì)遇到。因?yàn)?/p>