Полиэтиленовая пряжа и способ ее вытяжки (варианты) - RU2007112312A

Реферат

1. Способ вытяжки комплексной гель-формованной пряжи, включающий стадии:

a) формование исходной комплексной гель-формованной пряжи из полиэтилена с характеристической вязкостью в декалине при 135°С от примерно 5 до 35 дл/г, с менее чем примерно двумя метильными группами на тысячу атомов углерода и менее примерно 2 мас.% других компонентов;

b) пропускание исходной пряжи со скоростью V₁ м/мин через горячую камеру с принудительной конвекцией и длиной пути пряжи L м, причем на пути пряжи расположены одна или более зон с температурами от 130 до 160°С;

c) непрерывное пропускание исходной пряжи через горячую камеру и вне ее со скоростью на выходе V₂ м/мин, при котором выполняются следующие уравнения 1-4

2. Способ по п.1, по которому массовая производительность при прохождении пряжи через горячую камеру составляет по меньшей мере 2 г/мин в расчете на одну нитку пряжи.

3. Способ по п.1, в котором пряжу тянут при постоянном растяжении через горячую камеру, вне зависимости от сопротивления воздуха.

4. Способ по п.1, в котором путь пряжи в горячей камере представляет собой прямую линию от входа до выхода.

5. Способ, по п.1, в котором исходная пряжа содержит полиэтилен с характеристической вязкостью в декалине при 135°С, равной 8-30 дл/г, с менее чем примерно одной метильной группой на тысячу атомов углерода и менее примерно 1 мас.% других компонентов, причем указанная пряжа имеет прочность на разрыв примерно 2-76 г/д по стандарту ASTM D2256-02.

6. Способ по п.5, в котором исходная пряжа обладает прочностью на разрыв примерно 5-66 г/д.

7. Способ по п.5, в котором исходная пряжа содержит полиэтилен с характеристической вязкостью в декалине при 135°С, равной 10-20 дл/г, с менее чем примерно 0,5 метильной группы на тысячу атомов углерода, причем указанная пряжа имеет прочность на разрыв примерно 7-51 г/д.

8. Полиэтиленовая комплексная пряжа, содержащая полиэтилен с характеристической вязкостью в декалине при 135°С, равной 5-35 дл/г, с менее чем примерно двумя метильными группами на тысячу атомов углерода и менее примерно 2 мас.% других компонентов, причем пряжа имеет прочность на разрыв по меньшей мере 17 г/д по стандарту ASTM D2256-02, причем нити пряжи характеризуются величиной пика на кривой распределения длин упорядоченных отрезков F(L) при 23°С, определенной по низкочастотной полосе поглощения в спектре комбинационного рассеяния, отвечающей продольному акустическому колебанию (LAM-1), который соответствует длине прямоцепочечного сегмента L по меньшей мере 40 нм.

9. Полиэтиленовая комплексная пряжа по п.8, в которой нити характеризуются величиной пика, соответствующего длине прямоцепочечного сегмента L по меньшей мере 45 нм.

10. Полиэтиленовая комплексная пряжа по п.8, в которой нити характеризуются величиной пика, соответствующего длине прямоцепочечного сегмента L по меньшей мере 50 нм.

11. Полиэтиленовая комплексная пряжа по п.8, в которой нити характеризуются величиной пика, соответствующего длине прямоцепочечного сегмента L по меньшей мере 55 нм.

12. Полиэтиленовая комплексная пряжа по п.8, в которой нити характеризуются величиной пика, соответствующего длине прямоцепочечного сегмента L по меньшей мере 50-150 нм.

13. Полиэтиленовая комплексная пряжа, содержащая полиэтилен с характеристической вязкостью в декалине при 135°С, равной 5-35 дл/г, с менее чем примерно двумя метильными группами на тысячу атомов углерода и менее примерно 2 мас.% других компонентов, причем пряжа имеет прочность на разрыв по меньшей мере 17 г/д по стандарту ASTM D2256-02 и по данным дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) первого эндотермического пика плавления полиэтилена при скорости нагрева, экстраполированной к 0К/мин, на основании по меньшей мере 3 сканов плавления при скоростях нагрева меньше 2К/мин, причем указанный метод ДС-калориметрии применяли на отрезке нити массой примерно 0,03 мг, разрезанной на кусочки длиной примерно 5 мм, уложенных параллельными рядами в металлическую фольгу из сплава Вуда и помещенных в открытую лодочку для образца, нити пряжи характеризуются параметром внутрицепного взаимодействия в процессе плавления υ, равным по меньшей мере 535.

14. Полиэтиленовая комплексная пряжа по п.13, нити которой характеризуются параметром внутрицепного взаимодействия в процессе плавления υ, равным по меньшей мере 545.

15. Полиэтиленовая комплексная пряжа по п.13, нити которой характеризуются параметром внутрицепного взаимодействия в процессе плавления υ, равным по меньшей мере 555.

16. Полиэтиленовая комплексная пряжа по п.13, нити которой характеризуются параметром внутрицепного взаимодействия в процессе плавления υ, равным по меньшей мере 545-1100.

17. Полиэтиленовая комплексная пряжа, содержащая полиэтилен с характеристической вязкостью в декалине при 135°С, равной 5-35 дл/г, с менее чем примерно двумя метильными группами на тысячу атомов углерода и менее примерно 2 мас.% других компонентов, причем пряжа имеет прочность на разрыв по меньшей мере 17 г/д по стандарту ASTM D2256-02 и рентгеновский рефлекс (002) одной нити пряжи, измеренный при комнатной температуре без внешней нагрузки, состоит из двух отдельных пиков.

18. Полиэтиленовая комплексная пряжа, содержащая полиэтилен с характеристической вязкостью в декалине при 135°С, равной 5-35 дл/г, с менее чем примерно двумя метильными группами на тысячу атомов углерода и менее примерно 2 мас.% других компонентов, причем пряжа имеет прочность на разрыв по меньшей мере 17 г/д по стандарту ASTM D2256-02 и нити указанной пряжи характеризуются величиной пика функции распределения длин упорядоченных отрезков F(L), который соответствует длине прямоцепочечного сегмента L, равного по меньшей мере 40 нм при 23°С, определенной по низкочастотной полосе поглощения в спектре комбинационного рассеяния, отвечающей продольному акустическому колебанию (LAM-1), и параметром внутрицепного взаимодействия в процессе плавления υ, равным по меньшей мере 535, по данным дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) первого эндотермического пика плавления полиэтилена при скорости нагрева, экстраполированной к 0К/мин, на основании по меньшей мере 3 сканов плавления при скоростях нагрева меньше 2К/мин, причем указанный метод ДС-калориметрии проводили на отрезке нити массой примерно 0,03 мг, разрезанной на кусочки длиной примерно 5 мм, уложенные параллельными рядами в металлическую фольгу Вуда и помещенные в открытую лодочку для образца.

19. Полиэтиленовая комплексная пряжа, содержащая полиэтилен с характеристической вязкостью в декалине при 135°С, равной 5-35 дл/г, с менее чем примерно двумя метильными группами на тысячу атомов углерода и менее примерно 2 мас.% других компонентов, причем указанная комплексная пряжа имеет прочность на разрыв по меньшей мере 17 г/д по стандарту ASTM D2256-02, и нити пряжи характеризуются величиной пика функции распределения длин упорядоченных отрезков F(L), который соответствует длине прямоцепочечного сегмента L, равного по меньшей мере 40 нм при 23°С, определенной по низкочастотной полосе поглощения в спектре комбинационного рассеяния, отвечающей продольному акустическому колебанию (LAM-1), и рентгеновский рефлекс (002) одной нити пряжи проявляется в виде двух отдельных пиков при комнатной температуре в отсутствие внешней нагрузки.

20. Полиэтиленовая комплексная пряжа, содержащая полиэтилен с характеристической вязкостью в декалине при 135°С, равной 5-35 дл/г, с менее чем примерно двумя метильными группами на тысячу атомов углерода и менее примерно 2 мас.% других компонентов, причем пряжа имеет прочность на разрыв по меньшей мере 17 г/д по стандарту ASTM D2256-02, и нити пряжи характеризуются параметром внутрицепного взаимодействия в процессе плавления υ, равным по меньшей мере 535 по данным дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) первого эндотермического пика плавления полиэтилена при скорости нагрева, экстраполированной к 0К/мин, на основании по меньшей мере 3 сканов плавления при скоростях нагрева меньше 2К/мин, причем указанный метод ДС-калориметрии применяли для отрезка нити массой примерно 0,03 мг, разрезанной на кусочки длиной примерно 5 мм, уложенные параллельными рядами в металлическую фольгу из сплава Вуда и помещенные в открытую лодочку для образца, данных рентгеновской дифракции для рефлекса (002) одной указанной нити указанной пряжи, на которой имеется два отдельных пика при комнатной температуре в отсутствие внешней нагрузки.

21. Полиэтиленовая комплексная пряжа, содержащая полиэтилен с характеристической вязкостью в декалине при 135°С, равной 5-35 дл/г, с менее чем примерно двумя метильными группами на тысячу атомов углерода и менее примерно 2 мас.% других компонентов, причем пряжа имеет прочность на разрыв по меньшей мере 17 г/д по стандарту ASTM D2256-02 и нити указанной пряжи характеризуются:

a) величиной пика функции распределения длин упорядоченных отрезков F(L), который соответствует длине прямоцепочечного сегмента L по меньшей мере 40 нм при 23°С, определенной по низкочастотной полосе поглощения в спектре комбинационного рассеяния, отвечающей продольному акустическому колебанию (LAM-1);

b) двумя отдельными пиками рентгеновского рефлекса (002) при комнатной температуре и в отсутствие внешней нагрузки; и

c) параметром внутрицепного взаимодействия в процессе плавления υ, равным по меньшей мере 535 по данным дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) первого эндотермического пика плавления полиэтилена при скорости нагрева, экстраполированной к 0К/мин, на основании по меньшей мере 3 сканов плавления при скоростях нагрева меньше 2К/мин, причем указанный метод ДС-калориметрии применяли для отрезка нити массой примерно 0,03 мг, разрезанной на кусочки длиной примерно 5 мм, уложенные параллельными рядами в металлическую фольгу из сплава Вуда и помещенные в открытую лодочку.

22. Тянутая полиэтиленовая комплексная пряжа, содержащая полиэтилен с характеристической вязкостью в декалине при 135°С, равной 5-35 дл/г, с менее чем примерно двумя метильными группами на тысячу атомов углерода и менее примерно 2 мас.% других компонентов, причем пряжа имеет прочность на разрыв по меньшей мере 33 г/д по стандарту ASTM D2256, и при изучении методом динамического механического анализа на приборе Rheometrics Solids Analyzer RSA II в пропорционально-силовом режиме при растяжении со статическим усилием, которое составляет 110% динамического усилия, динамической деформации 0,025±0,005%, скорости нагрева 2,7±0,8°С/мин и частоте в интервале 10-100 рад/с имеет величину пика модуля вязкости для γ-дисперсии меньше 175 МПа над базовой линией, проходящей через края указанной γ-дисперсии.

23. Полиэтиленовая комплексная пряжа по п.22, в которой величина пика γ-дисперсии для модуля вязкости составляет меньше 130 МПа над базовой линией, проходящей через края указанной γ-дисперсии.

24. Полиэтиленовая комплексная пряжа по п.22, у которой прочность на разрыв составляет по меньшей мере 39 г/д по стандарту ASTM D2256-02.

25. Полиэтиленовая комплексная пряжа по п.22, у которой в температурном интервале 50-125°С на частоте 10 рад/с отсутствует пик для модуля вязкости с полной шириной на полувысоте, равной по меньшей мере 10°С.

26. Тянутая полиэтиленовая комплексная пряжа, содержащая: полиэтилен с характеристической вязкостью в декалине при 135°С, равной 5-35 дл/г, с менее чем примерно двумя метильными группами на тысячу атомов углерода и менее примерно 2 мас.% других компонентов, причем пряжа имеет прочность на разрыв по меньшей мере 33 г/д по стандарту ASTM D2256A и при изучении методом динамического механического анализа на приборе Rheometrics Solids Analyzer RSA II в пропорционально-силовом режиме растяжения со статическим усилием, которое составляет 110% динамического усилия, динамической деформации 0,025±0,005%, скорости нагрева 2,7±0,8°С/мин и частоте 10 рад/с, характеризующаяся отсутствием в интервале температур 50-125°С пика модуля вязкости с полной шириной на полувысоте, равной по меньшей мере 10°С.

27. Тянутая полиэтиленовая комплексная пряжа, содержащая полиэтилен с характеристической вязкостью в декалине при 135°С, равной 5-45 дл/г, с менее чем примерно двумя метильными группами на тысячу атомов углерода и менее примерно 2 мас.% других компонентов, причем пряжа имеет прочность на разрыв по меньшей мере 33 г/д по стандарту ASTM D2256A и при изучении методом динамического механического анализа на приборе Rheometrics Solids Analyzer RSA II в пропорционально-силовом режиме растяжения со статическим усилием, которое составляет 110% динамического усилия, динамической деформации 0,025±0,005%, скорости нагрева 2,7±0,8°С/мин и частоте в интервале 10-100 рад/с характеризующаяся интегральной прочностью β-дисперсии модуля вязкости над базовой линией, проходящей через края указанной β-дисперсии, равной по меньшей мере 90 ГПа-°С.

28. Тянутая полиэтиленовая комплексная пряжа по п.27, у которой в температурном интервале 50-125°С и на частоте 10 рад/с отсутствует пик модуля вязкости с полной шириной на полувысоте, равной по меньшей мере 10°С.

29. Полиэтиленовая комплексная пряжа по п.27, у которой β-дисперсия модуля вязкости содержит два компонента.

30. Тянутая полиэтиленовая комплексная пряжа, содержащая полиэтилен с характеристической вязкостью в декалине при 135°С, равной 5-45 дл/г, менее чем примерно двумя метальными группами на тысячу атомов углерода и менее примерно 2 мас.% других компонентов, причем пряжа имеет прочность на разрыв по меньшей мере 33 г/д по стандарту ASTM D2256A и при изучении методом динамического механического анализа на приборе Rheometrics Solids Analyzer RSA II в пропорционально-силовом режиме растяжения со статическим усилием, которое составляет 110% динамического усилия, динамической деформации 0,025±0,005%, скорости нагрева 2,7±0,8°С/мин и частоте в интервале 10-100 рад/с характеризующаяся величиной пика модуля вязкости в γ-дисперсии меньше 175 МПа над базовой линией, проходящей через края указанной γ-дисперсии и интегральной прочностью β-дисперсии модуля вязкости над базовой линией, равной по меньшей мере 90 ГПа-°С.

31. Тянутая полиэтиленовая комплексная пряжа по п.30, характеризующаяся величиной пика модуля вязкости в γ-дисперсии меньше 130 МПа над базовой линией, проходящей через края указанной γ-дисперсии.

32. Тянутая полиэтиленовая комплексная пряжа по п.30, у которой β-дисперсия модуля вязкости содержит два компонента.

33. Тянутая полиэтиленовая комплексная пряжа, содержащая полиэтилен с характеристической вязкостью в декалине при 135°С, равной 5-45 дл/г, с менее чем примерно двумя метильными группами на тысячу атомов углерода и менее примерно 2 мас.% других компонентов, причем пряжа имеет прочность на разрыв по меньшей мере 33 г/д по стандарту ASTM D2256A и при изучении методом динамического механического анализа на приборе Rheometrics Solids Analyzer RSA II в пропорционально-силовом режиме растяжения со статическим усилием, которое составляет 110% динамического усилия, динамической деформации 0,025±0,005%, скорости нагрева 2,7±0,8°С/мин и частоте 100 рад/с характеризующаяся интегральной прочностью β-дисперсии модуля вязкости над базовой линией, равной по меньшей мере 107 ГПа-°С.

34. Тянутая полиэтиленовая комплексная пряжа, содержащая полиэтилен с характеристической вязкостью в декалине при 135°С, равной 5-45 дл/г, с менее чем примерно двумя метильными группами на тысячу атомов углерода и менее примерно 2 мас.% других компонентов, причем пряжа имеет прочность на разрыв по меньшей мере 33 г/д по стандарту ASTM D2256A и при изучении методом динамического механического анализа на приборе Rheometrics Solids Analyzer RSA II в пропорционально-силовом режиме растяжения со статической силой, которая составляет 110% динамической силы, динамическом усилии 0,025±0,005%, скорости нагрева 2,7±0,8°С/мин и частоте 100 рад/с характеризующаяся величиной пика модуля вязкости γ-дисперсии меньше 225 МПа над базовой линией, проходящей через края указанной γ-дисперсии, и интегральной прочностью β-дисперсии модуля вязкости над базовой линией, проходящей через края β-дисперсии, равной по меньшей мере 107 ГПа-°С.

35. Тянутая полиэтиленовая комплексная пряжа по п.34, у которой величина пика γ-дисперсии модуля вязкости меньше 130 МПа над базовой линией, проходящей через края γ-дисперсии.

36. Полиэтиленовая комплексная пряжа по п.34, у которой β-дисперсия модуля вязкости содержит два компонента.

37. Тянутая полиэтиленовая комплексная пряжа, содержащая полиэтилен с характеристической вязкостью в декалине при 135°С, равной 5-45 дл/г, с менее чем примерно двумя метильными группами на тысячу атомов углерода и менее примерно 2 мас.% других компонентов, причем пряжа имеет прочность на разрыв по меньшей мере 33 г/д по стандарту ASTM D2256A и при изучении методом динамического механического анализа на приборе Rheometrics Solids Analyzer RSA II в пропорционально-силовом режиме растяжения со статическим усилием, которое составляет 110% динамического усилия, динамической деформации 0,025±0,005%, скорости нагрева 2,7±0,8°С/мин и в интервале частот 10-100 рад/с, характеризующаяся отношением величины пика модуля вязкости γ-дисперсии к модулю вязкости базовой линии, проходящей через края указанной γ-дисперсии при той же температуре, что и указанные пики, равным менее 1,05:1.

38. Полиэтиленовая комплексная пряжа по п.37, у которой в температурном интервале 50-125°С и на частоте 10 рад/с отсутствует пик модуля вязкости с полной шириной на полувысоте, равной по меньшей мере 10°С.

39. Тянутая полиэтиленовая комплексная пряжа, содержащая полиэтилен с характеристической вязкостью в декалине при 135°С, равной 5-45 дл/г, с менее чем примерно двумя метильными группами на тысячу атомов углерода и менее примерно 2 мас.% других компонентов, причем пряжа имеет прочность на разрыв по меньшей мере 33 г/д по стандарту ASTM D2256A и при изучении методом динамического механического анализа на приборе Rheometrics Solids Analyzer RSA II в пропорционально-силовом режиме растяжения со статическим усилием, которое составляет 110% динамического усилия, динамической деформации 0,025±0,005%, скорости нагрева 2,7±0,8°С/мин и частоте 10 рад/с, характеризуется отношением величины пика модуля вязкости γ-дисперсии к модулю вязкости базовой линии, проходящей через края указанной γ-дисперсии при той же температуре, что и указанные пики, равным менее 1,05:1, и интегральной интенсивностью β-дисперсии модуля вязкости над базовой линией, проходящей через края β-дисперсии, равной по меньшей мере 90 ГПа-°С.

40. Полиэтиленовая комплексная пряжа по п.39, у которой β-дисперсия модуля вязкости содержит два компонента.

41. Изделие из тянутой комплексной полиэтиленовой пряжи по любому из пп.8-40.

42. Изделие по п.41, содержащее по меньшей мере одну волоконную сетку из комплексных полиэтиленовых пряж.

43. Изделие по п.42, содержащее множество волоконных сеток из комплексных полиэтиленовых пряж, причем указанные сетки располагаются одномерными слоями и направление волокон в одном слое находится под углом к направлению волокон в соседних слоях.

44. Способ вытяжки гель-формованной комплексной пряжи, включающий стадии:

а) формование исходной гель-формованной комплексной пряжи из полиэтилена с характеристической вязкостью примерно 5-45 дл/г в декалине при 135°С, с менее чем примерно двумя метильными группами на тысячу атомов углерода и менее примерно 2 мас.% других компонентов;

b) пропускание исходной пряжи со скоростью V₁ м/мин через горячую камеру с принудительной конвекцией и длиной пути пряжи L м, причем на пути пряжи расположены одна или более зон с температурой от 130 до 160°С;

c) непрерывное пропускание исходной пряжи через горячую камеру и вне ее со скоростью на выходе V₂ м/мин, при выполнении следующих уравнений 1-4