Способ получения высокопрочной нити из сверхвысокомолекулярного полиэтилена

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (Я)5 0 01 F 6/04

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4814095/05 (22) 16.04.90 (46) 23.02.93. Бюл. ГФ 7 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт синтетических волокон (72) В.П, Галицын, В.fl, Напасников и

А.Е. Микушев (56) Патент США Рк 4413110, кл. С 08 Р 10/02, 526-348 1, опублик, 1984. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЪ|СОКОПРОЧНОЙ НИТИ ИЗ СВЕРХВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНОГО ПОЛИЭТИЛЕНА

Изобретение относится к получению химических нитей на основе полиэтилена. в частности к получению высокопрочных высомодульных нитей из гибкоцепных полиме.рое по методу гель-технологии, и может быть использовано ври изготовлении комплексных нитей из сверхвысокомолекулярно, го полиэтилена. применяемых в производстве легких конструкционных пла. стмасс,, противобаллистических защитных оболочек, морских канатов, кабелей, спортйвного снаряжения, изделий медицинского назначения и т.д.

Цель изобретения — повышение равномерности механических показателей по длине многофиламентной нити.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1 (сравнительный). Сверхвысокомолекулярный полиэтилен мол.м, 3.8 10 с добавкой термостабилизатора (0,1$ иргакокса-900) смешивают при 185ОС с парафиновым маслом. Полученный рас„„.Я2 ÄÄ 1796689 А1 (57) Использование: изготовление комплексных нитей, используемых в производстве легких конструкционных пластмасс, морских канатов, противобаллистических защитных оболочек, кабелей, спортивного снаряжения, изделий медицинского назна. чения и т.д. Сущность изобретения: растворяют сверхвысакомолекулярный полиэтилен s парафиновом масле. Формуют раствор полимера по гель-технологий.

Полученную гель-нить подвергают ориентационному вытягиванию в среде парафинового масла с кратностью 58,7-64 9. твор,; содержащий 6 полимера, экструдируют с расходом 21,7 10 м /с на фильеру из 24 отверстий диаметром 0,05 мм каждое.

Истекающие из фильеры струи охлаждают при 20-25 С в ванне с изопропанолом и в форме гель-нити принимают в цилиндрический контейнер, Величина фильерной вытяжки 1,0.

Из двух контейнеров формируют 48-филаментную гель-нить, которую подвергают трехстадийному- ориентационному термовытягиванию, Вытягивание проводят в горячих трубках, заполненных азотом, Температуру в первой, второй и третьей трубках поддерживают на уровне 95, 120 и

145 С соответственно, Средняя скорость деформации на первой стадии вытягивания

0.2 с, а на второй и третьей 0,07 с, Общая кратность вытягивания достигает 36 (на первой стадии 4,0,нв второй 6,0 и на третьей

$,5). В процессе ориентации происходит отжим масла иэ нити во внутреннее пространство трубок. Масло, оставшееся на

1796689

3 4 поверхности нити, экстрагируют гексаном, Количество парафинового масла., экстрагиОтносительное колйчество экстрагирован- рованного гексаном,. составляет 280% от ного масла составляет 270% от массы гото- массы готовой продукции. После сушки от вой продукции. гексана нить имеет следующие механичеНить. прошедшую стадию экстракции, 5 ские характеристики: предел прочности при сушат от гексана и наматывают на шпули. растяжении 3,69 ГПа, модуль упругости 139

Готовая продукция, т.е. 48-филаментная ГПа,разрывноеудлинение3.8%,коэффицинить, имеет следующие механические ха- ент вариации по прочности 4,3%. рактеристики: предел прочности при растя- При получении такой же многофиламентжении 2,97 ГПа, модуль упругости 127 ГПа, 10 ной нити по известному способу, т.е. при разрывное удлинение 3,2 $, коэффициент термовытягивании в среде азота. коэффицивариациипопрочности7,9%, . ент вариации по прочности составляет

При ме р2. 48-филаментную гель-нить, 13,6% при прочности при растяжении полученную аналогично примеру 1. подвер- 1,89 ГПа, модуле упругости 72,8 ГПа и удлигают трехстадийному ориентационному 15 нении4.1%, термовытягиванию. Вытягивание осущвств- Пример 4. 24-филаментная гель-нить ляют в среде варафинового масла. Темпера- получена аналогично примеру 2. Сформотуру масла в. первой, второй и "третьей: ваннуюнаееоснове384-филаментнуюнить ваннах поддерживают на уровне 86;122 и подвергают трехстадийному термовытяги126ьС. соответственно. Средняя: скорость 20 вание в среде парафинового масла с кратдеформации на первой етвдии 0,2с, а на . ностью вытяжки 58,7(на первой стадии 4,63, второй и третьей 0,07с, Общая кратность нв второй 8;8 и на третьей 1,44). Количество вытягивания достигает 64,9 (нв первой:ста- масла. экстрагированного гексаном, составдии 4,63; на второй 9,1 и на третьей 1,54). 8, ляет 295% от массы готовой продукции. Выпроцессе вытягивания происходит отжим 25 вувеннаяотгексананитьимеетследующие масла из нити 8 ванну. Отжатое масло сли- .— механические характеристики; предел прочвают и повторно используют. Масло с по- ности при растяжении 3,62 ГПа, модуль упверхности нити зкстрагируют гексаном. ругости132ГПв, разрывноеудлинение3;9%

Относительное количеотво экетрвгирован- и коэффициент вариации по прочности ного масла 276® от массы готовой продук- 30 4,8%, ции. Нить, прошедшую стадию экстракции, .Такая же нить. но полученная по известсушат от гексана и наматывают на шпули, номуспособу, имеет коэффициент вариации

Готовая продукция, т.е. 48-филаментная . по прочности 27ф, при прочности на растянить, имеет следующие механические хв- жении 1,58 ГПэ, модуле упругости 5 ГПа и рактеристики: предел прочности при раста-. 35: разрывном удлинении 4.4%. Пример 5 жении 3.74 ГПа, модуль упругости 142 ГПа, (сравнительный). 384-филаметную нить, разрывное удлинение 3,8®, коэффициент полученную по (примеру 1, подвергают вариации по прочности 4,3%, трехстаДийному ориентационному термовытягиванию в среде азота. Температура на

Пример 3. 24-филаментная гель-нйть 40 первой, второй и третьей стадии составляет получена аналогично примеру 2. На ее осно- 95, 120 и 145 С соответственно. Средняя ве сформирована 192-филаментная нить. скорость деформации та же, что в примере которую подвергает ориентационному тер- 1, но общая кратность вытягивания соответмовытягиванию в среде пврафинового мас- стаует прийятой в предлагаемом способе— лв. Температуры и средние скорости. 45 58,7(на первой стадии 4,63, на второй 8,8 и деформации те же. что в примере 2. Общая йа третьей 1,44). Однако получить нить не кратность вытягивания 62,6 (на nepsoA ста- . представляется возможным, так как при тадии 4,63, на второй 8,9 и нв третьей 1,52), кой кратности вытяжки нить обрывается.

Формула изобретвнвя е

Способ получения высокопрочной нити из сверхвысокомолекулярного полиэтилена по гель-технологии, включающий стадии растворения полиме в пврафиновом масле, формования, ориентжрюнного термовывтягивания, зкстракции и сушки, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения равномерности механических показателей по длине многофиламентной нити, ориентационное термовытягивание проводят в среде парафинового масла с кратностью

58,7-64,9.