超高分子量聚乙烯的分子量很大、“線型”長鏈很長,高分子的長鏈結構特征必然帶來纏結交聯。
熔融狀態下,超高分子量聚乙烯分子與分子之間產生巨大的抱食力,不能產生流動,更不能制成溶液,是一種無定形橡膠態。
為了制備出能用于生產的流動溶液,就需要加入相對分子量較低、分子鏈短的溶劑進行溶解稀釋,以達到解纏的目的。
因此,超高分子量聚乙烯纖維(超高強聚乙烯纖維)一般不能像普通化學纖維那樣采用熔融法生產,而是主要采用凝膠紡絲法。
目前,超高分子量聚乙烯纖維(超高強聚乙烯纖維)凝膠紡絲工藝主要有兩大類,分別為干法工藝路線與濕法工藝路線。
干法工藝路線,即高揮發性溶劑干法凝膠紡絲工藝路線,
濕法工藝路線,則為低揮發性溶劑濕法凝膠紡絲工藝路線,
其工藝對比如下:
干法和濕法幾乎同時實現商業化,所采用的溶劑種類不同是這兩種工藝路線的最大區別。
干法工藝的核心特征是采用易揮發的十氫萘作為溶劑,因而在去除溶劑時采用加熱揮發而非萃取的方式,可以降低纖維中溶劑的殘留率,相比濕法工藝改善了纖維的抗蠕變性。
但由于十氫萘是一種毒性大、易燃易爆化學品,對環保和安全具有更高的要求。
目前行業內超高分子量聚乙烯纖維(超高強聚乙烯纖維)的生產,美國埃萬特和儀征化纖采用干法工藝,
以不易揮發、安全性更高的礦物油作為溶劑的濕法工藝是行業內普遍采用的主流工藝。


