[实用新型]用于制备高强高模聚乙烯纤维的牵伸装置和生产线

说明书

技术领域

本实用新型涉及纤维制备装置，具体涉及一种用于制备高强高模聚乙烯纤维的牵伸装置和生产线。

背景技术

高强高模聚乙烯纤维又称为超高分子量聚乙烯纤维(UHMWPE)或伸长链聚乙烯纤维，是指相对分子质量超过100万的聚乙烯经纺丝-超拉伸之后制成的聚乙烯纤维。高强高模聚乙烯纤维是继碳纤维、芳纶(Kevlar)纤维之后的第三代高性能纤维。与其它纤维增强复合材料相比，高强高模聚乙烯纤维具有质量轻、耐冲击、介电性能高等优点，尤其是在航空航天、海域防御和个人防护装备等领域有着重要的应用。

在现有技术中，一般使用冻丝纺丝工艺制备超高分子量聚乙烯纤维：即将超高分子量聚乙烯溶液经过喷丝组件定型，以使聚乙烯溶液中的大分子的解缠状态得以保存，再经骤冷冻丝使丝条定型得到初生丝条；然后再将初生丝条送入高强高模聚乙烯纤维超倍拉伸机组依次经过萃取、干燥、超倍拉伸得到高强高模聚乙烯纤维。

为了提高高强高模聚乙烯纤维的力学性能，人们对制备聚乙烯纤维的超倍拉伸机组进行了各种改进。中国专利文献CN2392789Y公开了一种高强高模聚乙烯纤维萃取超倍拉伸机组，是由萃取箱依次连接干燥箱、第一牵伸机、第一热风箱、第二牵伸机、第二热风箱、第三牵伸机、热定型箱、第四牵伸机、张力机、络筒成型机构成拉伸机的整体系统。在该专利文献中，用于牵伸聚乙烯纤维的拉伸装置内包括三个热牵伸箱或者热定型箱，因此需要在这几个有限的热牵伸箱或者热定型箱内完成对超高分子量聚乙烯纤维的超倍拉伸，由于每级拉伸之间的拉伸比例偏大，形变速率过快，这样会导致聚乙烯分子链结构遭到破坏，使纤维变形不匀，因此会降低高强高模聚乙烯纤维的综合力学性能。

因此，需要一种可以使高强高模聚乙烯纤维产生均匀、稳定变形的牵伸装置。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题在于，提供一种用于制备高强高模聚乙烯纤维的牵伸装置，通过该牵伸装置，使高强高模聚乙烯纤维产生均匀、稳定的变形。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种用于制备高强高模聚乙烯纤维的牵伸装置，从原丝供入端一侧依次包括原丝喂入机、热辊牵伸机和舒张机，所述热辊牵伸机由多个从原丝的供入端一侧旋转速度逐渐增加的热辊组成。

优选的，所述多个热辊中后一级热辊的旋转速度是与其相邻的前一级热辊的旋转速度的1.5倍～1.01倍。

优选的，所述原丝喂入机包括多个旋转速度相同的转辊，在每个转辊上设置有橡胶辊和加压装置。

优选的，所述舒张机包括多个旋转速度相同的冷辊，所述冷辊的温度为5℃～20℃。

本实用新型还提供一种用于制备高强高模的生产线，从原丝供入端开始依次包括原丝架、导丝机、原丝预处理机、萃取装置、干燥机、上述技术方案所述的牵伸装置和收丝机。

优选的，所述原丝预处理机包括多个纵向排列的导丝辊、和设置在所述转辊上的橡胶压辊和加压装置。

优选的，所述萃取装置包括密闭连通、且从原丝供入端由低向高排列的多个萃取箱，所述萃取箱内的萃取液从最高位置的萃取依次流向低位置的萃取箱。

优选的，所述萃取箱底部还连接有压缩空气送入装置。

优选的，所述干燥机从原丝供入端一侧依次包括室温干燥段、中温干燥段、高温干燥段。

优选的，所述生产线还包括与干燥机连接的气体回收机。

本实用新型提供一种用于制备高强高模聚乙烯纤维的牵伸装置。现有技术相比，本实用新型提供的热辊牵伸机由多个旋转速度逐渐增加的热辊组成，因此聚乙烯在所述多个热辊之间可以实现逐步的拉伸，从而最终实现超倍拉伸。与带有热牵伸箱的牵伸装置相比，由于相邻热辊之间的拉伸比例较小，因此在牵伸时能保护聚乙烯纤维的分子链结构，使聚乙烯纤维产生均匀的拉伸变形，因此有利于纤维细旦化，改善纤维条干均匀性，提高纤维综合力学性能指标。

本实用新型还提供一种用于制备高强高模聚乙烯纤维的生产线。与现有技术相比，该生产线内的牵伸装置由多个旋转速度逐渐增加的热辊组成，因此聚乙烯在所述多个热辊之间可以实现逐步的拉伸，从而最终实现超倍拉伸。与带有热牵伸箱的牵伸装置相比，由于相邻热辊之间的拉伸比例较小，因此在牵伸时能保护聚乙烯纤维的分子链结构，使聚乙烯纤维产生均匀的拉伸变形，因此有利于纤维细旦化，改善纤维条干均匀性，提高纤维综合力学性能指标。

附图说明

图1为本实用新型提供的制备高强高模聚乙烯纤维的牵伸装置的一种具体实施方式的示意图；

图2为本实用新型提供的制备高强高模聚乙烯纤维的生产线的一种具体实施方式的示意图。

具体实施方式