Способ получения комплексной нити из высококачественного полиэтилена - RU2006127892A

Реферат

1. Способ получения комплексной нити из высококачественного полиэтилена, включающий стадии а) получения 3-25 мас.% раствора, обладающего сверхвысокой мольной массой полиэтилена, отличающегося характеристической вязкостью, измеренной в растворах декалина при 135°С, находящейся в диапазоне приблизительно от 8 до 40 дл/г, в растворителе; b) формования нитей из раствора через формующую пластину, включающую по меньшей мере 5 прядильных отверстий, при подаче в воздушный зазор, с получением жидких элементарных нитей при использовании степени вытяжки в жидкой среде DR_жидк.; с) охлаждения жидких элементарных нитей с получением содержащих растворитель гелеобразных элементарных нитей; d) удаления, по меньшей мере частично, растворителя из элементарных нитей; и

е) проведения вытяжки элементарных нитей по меньшей мере в одну стадию до, во время и/или после упомянутого удаления растворителя при использовании степени вытяжки DR_тверд., равной по меньшей мере 4, отличающийся тем, что

на стадии b) каждое прядильное отверстие включает зону сужения, характеризующуюся постепенным уменьшением диаметра от D₀ до D_n при угле раствора конуса, находящемся в диапазоне 8-75°, и где прядильное отверстие включает последующую зону ниже по потоку, чем зона сужения, характеризующуюся постоянным диаметром D_n при соотношении длина/диаметр L_n/D_n, находящемся в диапазоне от 0 до самое большее 25, с получением в результате степени вытяжки для жидкости DR_жидк. = DR_п.o. Ч DR_в.з., равной по меньшей мере 150, где DR_п.о. представляет собой степень вытяжки в прядильных отверстиях, а DR_в.з. представляет собой степень вытяжки в воздушном зазоре, при этом DR_п.о. превышает 1, а DR_в.з. равна по меньшей мере 1.

2. Способ по п.1, где прядильное отверстие дополнительно включает зону втекания, характеризующуюся постоянным диаметром, равным по меньшей мере D₀, при соотношении L₀/D₀, равном по меньшей мере 5.

3. Способ по п.2, где соотношение L₀/D₀ равно по меньшей мере 10.

4. Способ по п.1, где соотношение L_n/D_n равно самое большее 20.

5. Способ по п.1, где соотношение L_n/D_n, равно самое большее 15.

6. Способ по п.1, где угол раствора конуса находится в диапазоне от 10 до 60°.

7. Способ по п.1, где степень вытяжки в прядильных отверстиях равна по меньшей мере 2.

8. Способ по п.1, где степень вытяжки в прядильных отверстиях равна по меньшей мере 5.

9. Способ по п.1, где степень вытяжки в прядильных отверстиях равна по меньшей мере 10.

10. Способ по п.1, где формующая пластина содержит по меньшей мере 10 цилиндрических прядильных отверстий, включающих зону втекания, характеризующуюся постоянным диаметром, равным D₀, при величине L₀/D₀, равной по меньшей мере 10, зону сужения при угле раствора конуса, находящемся в диапазоне 10-60°, и последующую зону, характеризующуюся постоянным диаметром, равным D_n, при величине L_n/D_n, равной самое большее 15, и используют величину (D₀/D_n)², равную по меньшей мере 5.

11. Способ по любому из пп.1-10, где степень вытяжки DR_жидк., воздействующая на жидкие элементарные нити, равна по меньшей мере 250.

12. Способ по любому из пп.1-10, где проводят формование нитей из 3-15 мас.% раствора линейного СВПЭ, характеризующегося величиной IV, находящейся в диапазоне 15-25 дл/г, через формующую пластину, включающую по меньшей мере 10 прядильных отверстий, с подачей в воздушный зазор, при этом прядильные отверстия включают зону сужения при угле раствора конуса, находящемся в диапазоне 10-60°, и включают последующую зону ниже по потоку, чем зона сужения, характеризующуюся постоянным диаметром D_n при соотношении длина/диаметр L_n/D_n, меньшем 10, при использовании степени вытяжки в жидком состоянии DR_жидк. = DR_п.о. Ч DR_в.з., равной по меньшей мере 200, и степени вытяжки DR_тверд., находящейся в диапазоне от 5 до 30.

13. Комплексная нить из высококачественного полиэтилена, полученная из линейного обладающего сверхвысокой мольной массой полиэтилена, характеризующегося величиной IV, находящейся в диапазоне 8-40 дл/г, включающая n элементарных нитей и характеризующаяся пределом прочности при растяжении, равным по меньшей мере f Ч (n^-0,065) ГПа, где множитель f равен по меньшей мере 5,8, а n равен по меньшей мере 5.

14. Комплексная нить из высококачественного полиэтилена по п.13, демонстрирующая при измерениях по методу температурно-модулированной дифференциальной сканирующей калориметрии наличие необратимого пика, имеющего максимум в области приблизительно 152°С и характеризующегося энтальпией, равной по меньшей мере 35 Дж/г.

15. Комплексная нить из высококачественного полиэтилена по п.13, демонстрирующая скорость ползучести, определенную для нити при 70°С при нагрузке 600 МПа, равную самое большее 5 Ч 10^-6 с^-1.

16. Комплексная нить из высококачественного полиэтилена по п.14, демонстрирующая скорость ползучести, определенную для нити при 70°С при нагрузке 600 МПа, равную самое большее 5 Ч 10^-6 с^-1.

17. Комплексная нить из высококачественного полиэтилена по п.13, содержащая менее 150 ч/млн остаточного растворителя, характеризующегося температурой кипения при атмосферных условиях, меньшей 275°С.

18. Комплексная нить из высококачественного полиэтилена по п.14, содержащая менее 150 ч/млн остаточного растворителя, характеризующегося температурой кипения при атмосферных условиях, меньшей 275°С.

19. Комплексная нить из высококачественного полиэтилена по п.15, содержащая менее 150 ч/млн остаточного растворителя, характеризующегося температурой кипения при атмосферных условиях, меньшей 275°С.

20. Комплексная нить из высококачественного полиэтилена по п.16, содержащая менее 150 ч/млн остаточного растворителя, характеризующегося температурой кипения при атмосферных условиях, меньшей 275°С.

21. Комплексная нить из высококачественного полиэтилена по любому из пп.13-20, где f имеет значение, находящееся в диапазоне от 6,0 до 10.

22. Комплексная нить из высококачественного полиэтилена по любому из пп.13-20, включающая по меньшей мере 200 элементарных нитей.

23. Комплексная нить из высококачественного полиэтилена по любому из пп.13-20, где f имеет значение, находящееся в диапазоне от 6,0 до 10, и где данная комплексная нить включает по меньшей мере 200 элементарных нитей.

24. Полуфабрикаты или изделия конечного использования, включающие комплексную нить из высококачественного полиэтилена по любому из пп.13-23.

25. Медицинский имплантат, включающий нить по п.24.

26. Пуленепробиваемый сборный модуль, включающий множество монослоев, состоящих по существу из комплексной нити из высококачественного полиэтилена, при этом сборный модуль характеризуется поверхностной плотностью, равной по меньшей мере 1,5 кг/м², и удельным поглощением энергии, равным по меньшей мере 300 Дж·м²/кг, согласно измерениям для пули FMJ Parabellum 9 Ч 19 мм в соответствии с методикой испытаний на основании документа Stanag 2920.

27. Пуленепробиваемый сборный модуль по п.26, где монослои включают однонаправленно ориентированные элементарные нити, при этом направление волокон в каждом монослое поворачивают по отношению к направлению волокон в соседнем монослое.

28. Пуленепробиваемый сборный модуль по любому из пп.26-27, где удельное поглощение энергии для панели равно по меньшей мере 325 Дж·м²/кг.

29. Пуленепробиваемая формованная панель, включающая множество монослоев, состоящих по существу из комплексной нити из высококачественного полиэтилена, при этом панель характеризуется удельным поглощением энергии, равным по меньшей мере 165 Дж·м²/кг, согласно измерениям для пули АК-47 в соответствии с методикой испытаний на основании документа Stanag 2920.

30. Пуленепробиваемая панель по п.29, где монослои включают однонаправленно ориентированные элементарные нити, при этом направление волокон в каждом монослое поворачивают по отношению к направлению волокон в соседнем монослое.