一种渔用聚乙烯纤维制造方法

摘要

一种渔用聚乙烯纤维制造方法，本发明采用将弹性体与活性纳米粒子混合均匀后经双螺杆挤出机挤出制备弹性体/活性纳米粒子复配体系；将制得的复配体系与聚乙烯混合后经双螺杆挤出机造粒，制得母粒；将制得母粒与聚乙烯混合后经熔融纺丝-高倍牵伸工艺制得高强高韧聚乙烯纤维；其特征是所述的弹性体的熔融指数为0.5～20g/min；聚乙烯熔融指数为0.1～20g/min；物料在螺杆挤出机中的停留时间为2～3分钟，温度为150～250℃；所述的熔融纺丝和高倍牵伸工艺为：纺丝温度为240～350℃，纺丝速度为5～50m/min，牵伸倍数为8～12倍，牵伸温度为95～100℃。本发明用于渔用聚乙烯纤维、工业用聚乙烯绳索。

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚乙烯纤维及制造方法。

背景技术

聚乙烯是化学组成和分子结构最为简单、生产量最大的塑料品种，由 于聚乙烯具有优良的耐低温性能，化学稳定性好，耐酸碱侵蚀，吸水性小 等特性，在航空航天、工业、渔业上有着重要的应用。聚乙烯纤维目前主 要应用于渔业，制作渔网、纲绳等渔具。渔用聚乙烯纤维是采用高密度聚 乙烯为原料，经熔融纺丝，后牵伸工艺制备成聚乙烯单丝。为了使得渔用 聚乙烯纤维具有足够的断裂强度(大于等于56cN/tex)，必须对其进行充分 牵伸，但是由于聚乙烯大分子链结构高度对称，充分牵伸后的聚乙烯大分 子链高度取向使得其结晶度较大，从而致使制备出的聚乙烯纤维的韧性较 差，渔用时表现为纤维的结节强度不够理想（结节强度低于42cN/tex）。例 如专利号03150536.8，名称为聚乙烯单丝高温高倍牵伸工艺方法生产的聚 乙烯纤维由于牵伸介质选用乙二醇，使得生产成本增加，此外由于过度牵 伸使得聚乙烯纤维的柔软性和结节强度较差。

发明内容

本发明的目的是提供一种渔用聚乙烯纤维制造方法。

本发明的技术方案采用以下步骤：（1）将弹性体与活性纳米粒子混合 均匀后经双螺杆挤出机挤出制备弹性体/活性纳米粒子复配体系；（2）将制 得的复配体系与聚乙烯混合后经双螺杆挤出机造粒，制得母粒；（3）将制 得母粒与聚乙烯及抗氧剂、润滑剂混合后经熔融纺丝-高倍牵伸工艺制得高 强高韧聚乙烯纤维；其特征是所述的弹性体为乙烯-辛烯共聚物、乙丙橡胶、 三元乙丙橡胶中的一种，所述的弹性体的熔融指数为0.5～20g/min；所述的 活性纳米粒子为表面经亲油改性之后的纳米碳酸钙；所述的聚乙烯熔融指 数为0.1～20g/min；所述的聚乙烯为高密度聚乙烯或高密度聚乙烯与超高分 子量聚乙烯的组合物，高密度聚乙烯平均分子量采用12万-15万，超高分 子量聚乙烯分子量80万-400万；所述高密度聚乙烯与超高分子量聚乙烯的 组合物的组合比为7:3～9:1；所述的步骤（1）中物料在螺杆挤出机中的停 留时间为2～3分钟，温度为150～250℃；所述的步骤（2）中物料在螺杆挤 出机中的停留时间为2～3分钟，温度为150～250℃；所述的步骤（3）中的 熔融纺丝和高倍牵伸工艺为：纺丝温度为260～350℃，纺丝速度为 5～50m/min，牵伸倍数为8～12倍，牵伸温度为95～100℃。

本发明由于采用弹性体/活性纳米粒子复配体系对聚乙烯进行增强增韧 改性，经熔融纺丝、高倍牵伸工艺制得的聚乙烯纤维。纳米粒子作为填充 材料大幅度提高材料的强度，而弹性体具有高韧性、透明性而被用于聚合 物材料的增韧改性。本发明采用弹性体/活性纳米粒子复配体系协同增强增 韧聚乙烯纤维，充分发挥纳米粒子和弹性体的作用，显著提高聚乙烯纤维 的强度和韧性（断裂强度大于等于62cN/tex，结节强度大于等于46cN/tex）， 并具有生产成本低的优势，可降低成本5%-10%。

具体实施方式

实施例（1）

一种渔用聚乙烯纤维，按质量百分比由以下组分组成（见表1）：

表1

名称 物质名称 用量 聚乙烯 高密度聚乙烯 80 弹性体 乙烯-辛烯共聚物（POE） 14 活性纳米粒子 纳米碳酸钙 5 抗氧剂 亚磷酸酯类抗氧剂 0.5 润滑剂 烃类润滑剂 0.5

一种渔用聚乙烯纤维制造方法，按以下步骤进行：

（1）活性纳米粒子与弹性体按质量比共混后制备弹性体/活性纳米粒子 复配体系，物料在螺杆挤出机中的停留时间为2～3分钟，温度为150～250℃。

（2）将制得的复配体系与聚乙烯混合后经双螺杆挤出机造粒，制得母 粒，物料在螺杆挤出机中的停留时间为2～3分钟，温度为150～250℃。

（3）将制得母粒与聚乙烯混合后经熔融纺丝-高倍牵伸工艺制得高强 高韧聚乙烯纤维。熔融纺丝和高倍牵伸工艺为：纺丝温度为260℃，纺丝 速度为5m/min，牵伸倍数为12倍，牵伸温度为100℃。

实施例（2）

一种渔用聚乙烯纤维，按质量百分比由以下组分组成（见表2）：

表2

名称 物质名称 用量 聚乙烯 高密度聚乙烯 80 弹性体 三元乙丙橡胶 10 活性纳米粒子 纳米碳酸钙 9 抗氧剂 亚磷酸酯类抗氧剂 0.5 润滑剂 烃类润滑剂 0.5

一种渔用聚乙烯纤维制造方法方法，按以下步骤进行：

（1）活性纳米粒子与弹性体按质量比共混后制备弹性体/活性纳米粒子 复配体系，物料在螺杆挤出机中的停留时间为2～3分钟，温度为150～250℃。

（2）将制得的复配体系与聚乙烯混合后经双螺杆挤出机造粒，制得母 粒，物料在螺杆挤出机中的停留时间为2～3分钟，温度为150～250℃。

（3）将制得母粒与聚乙烯混合后经熔融纺丝-高倍牵伸工艺制得高强 高韧聚乙烯纤维。熔融纺丝和高倍牵伸工艺为：纺丝温度为280℃，纺丝 速度为15m/min，牵伸倍数为10倍，牵伸温度为99℃。

实施例（3）

一种渔用聚乙烯纤维，按质量百分比由以下组分组成（见表3）：

表3

一种聚乙烯纤维及其制造方法，按以下步骤进行：

（1）活性纳米粒子与弹性体按质量比共混后制备弹性体/活性纳米粒子 复配体系，物料在螺杆挤出机中的停留时间为2～3分钟，温度为150～250℃。

（2）将制得的复配体系与聚乙烯混合后经双螺杆挤出机造粒，制得母 粒，物料在螺杆挤出机中的停留时间为2～3分钟，温度为150～250℃。

（3）将制得母粒与聚乙烯混合后经熔融纺丝-高倍牵伸工艺制得高强 高韧聚乙烯纤维。熔融纺丝和高倍牵伸工艺为：纺丝温度为320℃，纺丝 速度为25m/min，牵伸倍数为9倍，牵伸温度为98℃。

实施例（4）

一种渔用聚乙烯纤维，按质量百分比由以下组分组成（见表4）：

表4

一种渔用聚乙烯纤维制造方法，按以下步骤进行：

（1）活性纳米粒子与弹性体按质量比共混后制备弹性体/活性纳米粒子 复配体系，物料在螺杆挤出机中的停留时间为2～3分钟，温度为150～250℃。

（2）将制得的复配体系与聚乙烯混合后经双螺杆挤出机造粒，制得母 粒，物料在螺杆挤出机中的停留时间为2～3分钟，温度为150～250℃。

（3）将制得母粒与聚乙烯混合后经熔融纺丝-高倍牵伸工艺制得高强 高韧聚乙烯纤维。熔融纺丝和高倍牵伸工艺为：纺丝温度为350℃，纺丝 速度为50m/min，牵伸倍数为8倍，牵伸温度为95℃。