UHMWPE冻胶纤维萃取干燥方式的选择

东华大学学报自然科学版UHMWPE冻胶纤维萃取干燥方式的选择张燕静，于俊荣，刘兆峰东华大学纤维材料改性国家重点实验室，上海，200051技术关健，本文探讨并确定了佳的萃取干燥方式，结果明萃取千燥的佳方式是先超声多次萃取，再适，张紧干燥。
经冻胶纺丝而成的超高相对分子质量聚乙烯1况初生冻胶纤维，由于含有大量的溶剂，网络结构极其疏松，网络中聚乙烯大分子间作用力已被溶剂分子拆散而变得很小，拉伸时极易产生大分子间滑移，因而难以进行稳定的超倍率有效拉伸，更无法达到高强高模。因此，在拉伸前必须进行萃取干燥处理以去除大量的溶剂12.萃取干燥是提高初生纤维的，效拉仲性和终产品纤维强度和模量值的关键工艺过程之3.在萃取剂确定之后，采用什么方式进行萃取干燥足实现该纤维产业化首要考虑的问。
木文通过实验数据系统地论述萃取干燥的方式。
1实验部分1.10；1初生冻胶纤维的制备万，选用初馏程4，左右的矿物油作为溶剂，聚合体浓度为12，经双螺杆纺丝制得初生冻胶纤维，放人盛丝桶内放置段时间，待纤维充分相分离后进行随后的萃取拉伸处理。本实验所用冻胶纤维的含油率为75.82.
1.2丝条除油率，的测定取定质量瓜0冻胶纤维，置于定浴比的萃取液中，进行静聊萃取或在功率为120评的383200型超声波清洗器萃取定时间后干燥，测得纤维质量爪山由式⑴计算丝条除油率以。
1.3丝条在萃取干燥工艺中宏观尺寸变化的测定将定长度的冻胶纤维置于定浴比的萃取剂中萃取定时间，取出后将纤维置于自然干燥状态下室温，丝条随即发生明显收缩，从萃取剂中取出丝条后开始计时，隔定时间测定丝条长度，按1.4纤维大拉伸倍数兄的测定选定拉伸温度为100丈，将萃取后冻胶纤维的端固定，另端以100，如的恒定速度拉伸纤维直至断裂，按式3计算纤维的大拉伸倍数p纤维断裂时长度⑴丽咐取丽度⑶2结果与讨论2.1萃取方式的选择2.1.1冻肢纤维静置萃取和超声萃取达萃取平衡的时间比较以卤代烷烃为萃取剂，萃取浴比为2，4纤维，将冻胶纤维在室温下分别进行，置萃取和超声萃取后干燥，测得纤维除油率随萃取时间的变化1.
收稿口期20020122海市教委宽之顶资助项目由1可，静置萃取达萃取平衡的时间为10min左右，而超声萃取仅为5.5min左右，这是由于超声波的作用加快了溶剂分子的运动速度，并加快了萃取扩散过程的进行，结果使萃取扩散能较快达到平衡，使萃取时间缩短。因此在萃取过程中采用超声萃取来缩短有效萃取时间。
2.1.2次萃取以卤代烷烃为萃取剂，选定萃取浴比为2，8纤维，室温下超声萃取干燥后所得冻胶纤维除油率随萃取时间的关系2.由2可，萃取时间为5.5，时，纤维除油率已达平衡，此时的除油率为71.5左右，之后，增加萃取时间对提高丝条除油率的影响已经甚小。
萃取时间min由于提供萃取剂与纺丝溶剂相互扩散动力的是萃取体系中的萃取液与纺丝溶剂之间的浓度梯度，我们通过采用不同浴比的萃取液改变萃取体系的浓度梯度，以达到增大萃取扩散动力提高丝条除油率的目的。
固定萃取时间6，将冻胶纤维置于不同萃取浴比的卤代烧烃中进行超声萃取，干燥后测得纤维除油率随萃取浴比的变化3.由3可知，萃取浴比越大，萃取后纤维除油率也越大。在浴比为20！纤维时丝条的除油率达平衡，此时丝条的除油率为71.5左右，之后随浴比增加丝条的除油率几乎保持不变。
从23中可知，固定萃取浴比延长萃取时间或是固定萃取时间延长萃取浴比，次萃取后纤维的平衡除油率均为71.5左右，这可能是因为当达到萃取平衡时，体系中的萃取剂与纺丝溶剂之间的浓度梯度基本保持不变，萃取扩散动力近乎为零，溶剂与萃取剂之间的扩散达到了平衡，萃取过程基本停止。而本实验冻胶纤维的含油率为75.82，可通过次萃取，纤维中仍含有许多溶剂，这部分溶剂的存在势必会影响以后的拉伸。因此，工业上宜经多次萃取以彻底除去冻胶纤维中的溶剂。
固定萃取浴比为208纤维，将冻胶纤维超声萃取2，取出后再置于同样萃取浴比的萃取剂中进行次超声萃取不同时间，测得冻胶纤维除油率随两次萃取总时间的变化4.
两次萃取总时间mm由4可，两次萃取后冻胶纤维除油率达平衡除油率已达74以上。可，只有通过多次萃取，冻胶纤维的溶剂才有可能被彻底除去。
2.2干燥方式的选择经萃取后的冻胶纤维中包含着大量萃取剂，若不经干燥直接进行拉仲，萃取剂的存在会降低拉伸的有效性，并且热拉伸时萃取剂的大量挥发会污染工作环境。因此需对萃取后冻胶纤维进行定时间定温度条件的干燥处理2.
2.2.1丝条收缩率随干燥时间的变化以卤代烷烃为萃取剂，萃取浴比为20，8纤维，超声萃取6后，取出于自然干燥状态下室温为15左右，纤维从萃取体系中取出后，随即开始收缩。
测得纤维随干燥时间收缩率变化5.丝条收缩主要有两个方面引起1是由于萃取剂与溶剂相互作用，消除了在纺丝过程中由于剪切流动后迅速凝固成冻胶而残存在丝条内部的内应力该收缩主要发生在萃取过程中。
是因为部分萃取剂替代了丝条内部的溶剂，萃取剂在自然干燥状态下迅速挥发，使大网络体系存在大量空穴，导致丝条发生明显收缩该收缩主要发生在干燥过程中。
2.2.2不同的收缩率对纤维大拉伸倍数的影响萃取后的纤维在干燥过程中发生收缩，其收缩率与纤维的大拉伸倍数的关系6.由可，纤维的大拉伸倍数与丝条的收缩率成线性关系，随着丝条收缩率的增大纤维的大拉伸倍数减小。这可能是因为在收缩过程中，纤维结构中些微小折叠链片晶相互靠近，纤维结晶度增大，新形成的紧密晶区在拉伸过程中不易被拉开，终导致凡，下降。由于丝条的收缩引起纤维大拉伸倍数的减小，由6可知，纤维在收缩率为0时其拉伸倍数大且其收缩发生在萃取和干燥这两个过程中，所以在此过程中应尽量避免纤维收缩，进行张紧萃取和干燥。
4结论超声波萃取能缩短萃取达到平衡的时间。
经多次萃取才能彻底去除冻胶纤维中的溶剂。
丝条的收缩对纤维大拉伸倍数有较大影响，在萃取和干燥过程中应进行张紧萃取和干燥，1陈力，刘兆峰，于翠华，等。，冻胶丝的萃取机理及萃取剂的选择。中国纺织大学学报，993，1912329L2杨年慈。超高分子量聚乙烯纤维。合成纤维。丁业，199551 3俞波，李，宏。HfNMR法研究PVA冻胶丝内溶剂，的变化。合4l刘兆峰，陈0力，于翠华，等。超分子量聚乙烯冻胶纤维萃取干燥工艺的研究。合成纤维工业，1993，1622530上接第90页