กระบวนการผลิตเส้นใยไฟเบอร์ UHMWPE (ฉบับปรับปรุง 2024 ฉบับ)

กระดาษสีขาวนี้อธิบายเกี่ยวกับกระบวนการผลิตอุตสาหกรรมของเส้นใยโพลีเอทิลีน (UHMWPE) น้ำหนักโมเลกุลสูงเป็นพิเศษครอบคลุม 12 จุดควบคุมกระบวนการหลักจากการเลือกวัตถุดิบไปจนถึงหลังการรักษา มันเผยให้เห็นปัจจัยสำคัญที่มีผลต่อประสิทธิภาพของเส้นใย (ความแข็งแรงมากกว่าหรือเท่ากับ 35 cn/dtex, โมดูลัสมากกว่าหรือเท่ากับ 1200 cn/dTex)

1. การก่อสร้างระบบวัตถุดิบ

1.1 เกณฑ์การเลือกเรซิ่น

• น้ำหนักโมเลกุล: 3.5 ×10⁶ ~ 1.2 ×10⁷ g/mol (ทดสอบต่อ ISO 16014)

• ดัชนีการกระจายน้ำหนักโมเลกุล (PDI):<3.5 (GPC measurement)
• ตัวเร่งปฏิกิริยาตกค้าง: น้อยกว่าหรือเท่ากับ 5 ppm (การตรวจจับ ICP-MS)
• ผลึก: มากกว่าหรือเท่ากับ 85% (การวัด DSC)

1.2 การเพิ่มประสิทธิภาพระบบตัวทำละลาย

• คอมโพสิตน้ำมัน Decalin/พาราฟินตัวทำละลาย(7: 3 อัตราส่วน)
• การแก้ปัญหาความเข้มข้น: 3-8 wt% (ปรับตามวิธีการปั่น)
• การควบคุมอุณหภูมิ: 130 ± 2 องศา (เครื่องปฏิกรณ์ละลายที่ควบคุมโดย PID)

2. การวิเคราะห์ห่วงโซ่กระบวนการหลัก

2.1 ระบบปั่นเจล

การปรับสภาพวัตถุดิบวัตถุดิบ -- สกรูคู่หลอมละลาย -- การผสมแบบคงที่ -- สปินเนอร์เอ็ต
พารามิเตอร์การควบคุมคีย์:

• การไล่ระดับอุณหภูมิการปั่น: 180 องศา→ 140 องศา→ 90 องศา (ควบคุมสามโซน)
• ความยาวของอากาศช่องว่าง: 5-15 cm (ปรับด้วยความละเอียดของเส้นใย)
• Crystallinity เส้นใยหลัก: 40-50%

2.2 กระบวนการวาดภาพพิเศษ

ระบบการยืดแบบต่อเนื่องสามขั้นตอน:
ลูกกลิ้งอุ่น 80-100 องศา --1 การวาดเวที St ขั้นตอน -- ลูกกลิ้งการตั้งค่าความร้อน 130--150 องศา --2 การวาดเวที 15--20 x -- การตั้งค่าสุดท้าย 160 องศา 160 องศา 160 องศา 160 องศา
กลไกการเสริมสร้างความเข้มแข็ง:

• การวางแนวโมเลกุลของโซ่มากกว่าหรือเท่ากับ 95%
• ความหนาของคริสตัล Lamellar: 30-50 nm (ตรวจสอบ SAXS)
• ความพรุนของเส้นใย<0.5% (mercury intrusion porosimetry)

3. เทคโนโลยีการดัดแปลงพื้นผิว

3.1 การรักษาด้วยพลาสมา

• เจ็ทพลาสมาแรงดันในบรรยากาศ (APPJ)
• พลัง: 300-500 w
• ระยะเวลา: 30-120 s
• การเพิ่มประสิทธิภาพพลังงานพื้นผิว: 45 → 72 mN/m (ทดสอบมุมสัมผัส)

3.2 nanocoating

• การเคลือบแบบไล่ระดับสี Silane Coupling (200-500 nm ความหนา)
• การเคลือบคอมโพสิตโพลียูรีเทน/อีพ็อกซี่ (การปรับปรุงความต้านทานการสึกหรอ 300%)
• UV blocking rate >99% (280-400 ความยาวคลื่น NM)

4. ระบบควบคุมคุณภาพ

4.2 เวิร์กโฟลว์การวิเคราะห์ความล้มเหลว

การวิเคราะห์ด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน (SEM/TEM) →การวิเคราะห์ความร้อน (DSC/TGA) → # การตรวจจับน้ำหนักโมเลกุล (GPC) →การวิเคราะห์ผลึก (WaxD) → # การวิเคราะห์เคมีพื้นผิว (XPS/FTIR)

5. แนวโน้มการพัฒนาเทคโนโลยี

• ทางเลือกการหมุนละลาย (ทำลายสิ่งกีดขวางน้ำหนักโมเลกุล 3.5 ×10⁶)
• การพัฒนาตัวทำละลายที่ใช้ชีวภาพ (แทนที่ระบบ Decalin)
• Smart Fiber R&D (ฟังก์ชั่นการตรวจจับแบบรวม)
• Circular recycling processes (solvent recovery rate >99.5%)

บทสรุป

ระบบกระบวนการนี้ได้รับการรับรอง ISO 9001/AS9100D ซึ่งได้รับการผลิตที่มั่นคง 500 ตัน/ปีต่อสายการผลิต ทีม R&D ของ Millennium Dragon ยังคงเพิ่มประสิทธิภาพพารามิเตอร์กระบวนการต่อไปด้วยรุ่นที่สี่เส้นใย Uhmwpeบรรลุความก้าวหน้าในความแข็งแรง (45 cn/dtex) และความเสถียรทางความร้อน (บริการระยะยาวที่ 180 องศา)
(หมายเหตุ: ข้อมูลตามมาตรฐาน ASTM/ISO พารามิเตอร์เฉพาะจำเป็นต้องมีการปรับตามการกำหนดค่าอุปกรณ์)
สำหรับข้อกำหนดทางเทคนิคโดยละเอียดหรือสอบถามข้อมูลการทำงานร่วมกันติดต่อศูนย์วิศวกรรม Qianxilong