渔用PP/PA复合单丝和普通PP单丝的耐磨性比较

渔用聚丙烯聚酰胺(PP/PA)复合单丝是东海水产研究所采用共混改性技术及特殊纺丝工艺生产的渔用纤维新材料.课题组在对渔用PP/PA复合单丝和普通聚丙烯(PP)单丝结构和性能前期研究的基础上,对同等加压负荷下两种单丝的磨损质量损失、耐磨度、强度保持率以及伸长变化进行了比较,揭示了单丝材料的结构与耐磨性之间的关系.在相同加...     

MHMWPE/iPP/EPDM渔用单丝的力学性能与动态力学行为

采用中高分子量聚乙烯(MHMWPE)、等规聚丙烯(iPP)、乙丙橡胶(EPDM)进行熔融共混、纺制MHMWPE/iPP/EPDM渔用共混单丝,研究i PP和EPDM含量对共混单丝的力学性能和动态力学行为的影响。结果显示,iPP或EPDM含量基本不会对共混单丝中MHMWPE的玻璃化转变温度(T_g)造成影响。共混单丝中iPP含量的增加使MHMWPE的结晶生长受阻,结晶度下降,α峰对应损耗因子峰值(tanδα)下降,α峰峰温(Tα)向高温移动。共混单丝中EPDM含量的增加使MHMWPE的结晶度下降,α转变移向低温,tanδα增加。研究表明,一定含量的iPP可有效改善共混单丝的力学性能,提高单丝的断裂强度和结节强度,EPDM的引入可进一步增加渔用单丝韧性和结节强度。     

渔用共混改性MMWPE/PP单丝和普通PE单丝拉伸力学性能的比较

在实验室对渔用共混改性中高分子量聚乙烯/聚丙烯单丝(简称共混改性MMWPE/PP单丝)和普通聚乙烯单丝(简称普通PE单丝)拉伸力学性能进行了比较试验。结果表明,共混改性MMWPE/PP单丝较普通PE单丝断裂强度提高32.3%、结节强度提高25.6%、结强损失率提高7.4%,而断裂伸长率降低47.9%。在保持断裂强力优势的前提下,以共混改性MMWPE/PP绳网替代普通PE绳网,能使远洋拖网与养殖网具用原材料降低消耗及水阻力减小,从而实现渔业生产的降耗减阻。结论可为高性能材料的选配、远洋拖网与养殖网具的优化设计提供参考。     

渔用四股改性PP/PE单丝绳索的研究

2008年～2010年期间在东海水产研究所对渔用四股改性聚丙烯聚乙烯（PP/PE）绳索进行了研究。结果表明,渔用四股改性PP/PE单丝绳索具有强力高的特性,在保持强力优势的前提下以渔用四股改性PP/PE单丝绳索替代具有GB/T18674标准合格品指标的普通四股聚乙烯（PE）单丝绳索用作渔用绳索,能使绳索线密度减小、使用直径减小、原材料消耗减小、绳索阻力减少,从而实现渔业生产的节能降耗。渔用四股改性PP/PE单丝绳索为节能降耗型渔具或网箱的研制提供了配套材料,具有一定的安全效果和经济可行性,能在我国渔业中应用并推广。     

聚酮单丝材料的渔用适配性

聚酮(POK)材料是由一氧化碳、烯烃(乙烯、丙烯)共聚合成的一种工程塑料,有着良好的拉伸性能和优异的抗冲击性能,有望成为一种渔用新材料。为了探究聚酮单丝材料的渔用适配性,本文对POK单丝进行了热性能和动态力学性能测试,又测试分析了其蠕变性能、力学性能和耐磨性能。结果表明：POK单丝的结晶度为38.44%、熔融温度为200.8℃,且使用环境温度可达150℃;与相同直径的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)单丝和聚酰胺(PA)单丝相比,同等温度下POK单丝的模量最大(118.04 MPa),且在低温下(0-20°C)具有更优异的力学模量;蠕变试验测得POK单丝的拉伸应变在9%左右,在绳网的长效应用上POK单丝优势明显高于UHMWPE单丝和PA单丝;在结节状态下,POK单丝的结节强力在干(3.96 daN)、湿(4.02 daN)状态下均高于同等直径的UHMWPE单丝和PA单丝;另外,POK单丝的耐磨性能表现优异,在相同摩擦条件下,干(湿)态下POK单丝的强力保持率达58.38%(60.90%),也高于同等直径的UHWMPE单丝和PA单丝。研究表明,与相同直径的UHMWPE单丝和PA单丝相比,POK单丝耐磨、耐高温、高模量、低蠕变、高结节强力,其综合性能和适配性好,这为渔用POK单丝绳索网具的开发及其产业化应用提供了理论和技术支撑。     

渔用自增强聚乙烯和普通聚乙烯单丝耐磨性的比较研究

在对渔用自增强聚乙烯(Self—reinforced Polyethylene,简称SRPE)和普通聚乙烯(PE)单丝拉伸力学性能和内部结构研究的基础上,进行了4种单丝耐磨性比较研究。结果表明,SRPE单丝强度提高,内部结构更为完善,耐磨性增强;千摩擦和水润滑条件下SRPE单丝较PE单丝具有较高的耐磨度和断裂强度保持率;而PE单丝较SRPE单丝具有较大的断裂伸长率变化。     

PA单丝网片水动力特性水槽试验研究

聚酰胺(PA)单丝网片具有较好的渔用材料性能,在渔具减阻降耗方面具有一定的开发利用潜力。通过水槽试验,设计研究了7种不同线面积系数(α=0.050～0.173) PA单丝双死结网片的水动力变化规律,并与PA复丝单死结网片、超高分子量聚乙烯(UHMWPE)复丝单死结网片,及PE绞捻网片的水动力特性进行对比分析。结果显示:PA单丝双死结网片垂直于水流时,阻力系数C_(D90)在1.043～1.411范围内与线面积系数成正相关关系;平行于水流时,阻力系数C_(D0)在0.223～0.359范围内与线面积系数成负相关关系,从而也证实了线面积系数对于网片阻力特性存在双重影响;当PA单丝双死结网片与水流方向呈倾斜角度时,阻力系数随冲角的增大而增大,而升力系数C_(Lθ)先增大后减小,在50°时达到最大值。对比3种不同材料网片的水槽试验,当网片垂直于水流时,PA单丝双死结网片的阻力系数比PA复丝单死结网片小9.8%,比UHMWPE复丝单死结网片大17.3%,比PE绞捻网片小14.7%;当网片平行于水流时,PA单丝双死结网片的阻力系数比PA复丝单死结网片大16.6%,比UHMWPE复丝单死结网片大35.3%,比PE绞捻网片小21.2%。从而说明在相同条件下,应用PA单丝网片可以降低水流阻力,为PA单丝网具的设计、制作与应用提供了理论依据。     

拉伸工艺对渔用聚乙烯纤维结构与性能的影响

为纺制高性能渔用聚乙烯纤维,实验以齐鲁石化生产的高密度聚乙烯为原料,进行螺杆挤出机熔融纺丝—多级热拉伸纺丝实验。结果显示,一级拉伸倍数为8.17倍时,聚乙烯纤维的断裂强度和结节强度分别为5.71和4.56 cN/dtex;当采用二级拉伸工艺,一级拉伸倍数8.17倍,总拉伸倍数为9.52倍时,所制备的渔用聚乙烯纤维的断裂强度和结节强度分别为7.91和5.24 cN/dtex,比现行国家标准中规定的聚乙烯单丝优等品指标高出41.3%和34.4%。研究表明,二级拉伸工艺可使聚乙烯大分子链在纤维中的排列更加规整,提高大分子链的取向度,制备的渔用聚乙烯纤维的综合渔用性能更好。随着总拉伸倍数的提高,聚乙烯纤维的断裂强度、声速取向和热性能均显著提高。随拉伸倍数提高,渔用聚乙烯纤维的结节强度呈现先升高后降低的趋势。     

拉伸工艺对渔用聚乙烯纤维结构与性能的影响

为纺制高性能渔用聚乙烯纤维,作者以齐鲁石化生产的高密度聚乙烯为原料,进行螺杆挤出机熔融纺丝-多级热拉伸纺丝实验。研究表明,二级拉伸工艺可使聚乙烯大分子链在纤维中的排列更加规整;提高大分子链的取向度,制备的渔用聚乙烯纤维的综合渔用性能更好。随着总拉伸倍数的提高,聚乙烯纤维的断裂强度、声速取向和热性能均显著提高。随拉伸倍数提高,渔用聚乙烯纤维的结节强度却呈现先升高后降低的趋势。结果显示,一级拉伸倍数为8.17倍时,聚乙烯纤维的断裂强度和结节强度分别为5.71cN/dtex和4.56cN/dtex;当采用二级拉伸工艺,一级拉伸倍数8.17倍,总拉伸倍数为9.52倍时,所制备的渔用聚乙烯纤维的断裂强度和结节强度分别为7.91cN/dtex和5.24cN/dtex,比现行国家标准中规定的聚乙烯单丝优等品指标高出41.3%和34.4%。     

改性渔用乙纶单丝试验研究

以HDPE树脂、VERSIFYTM 6002弹性体合格品、松节油助剂等为原料采用特殊纺丝工艺生产出改性渔用乙纶单丝,并将其与普通渔用乙纶单丝进行拉伸力学性能比较分析.结果表明:改性渔用乙纶单丝比普通渔用乙纶单丝断裂强度提高13.1%,结节强度提高3.6%,结强损失率提高15.7%,断裂伸长率降低34.0%.改性渔用乙纶单丝结强损失率稍高和断裂伸长率较低的不足在渔业实际应用中均可以通过强度优势进行弥补.改性渔用乙纶单丝在渔业生产上推广应用具有可行性.     

三元共混网线材料断裂强力试验研究

为给渔用材料的合理选用提供参考,以三元共混网线材料(中高分子量聚乙烯/聚丙烯/三元乙丙橡胶,MHMWPE/PP/EPDM)作为研究对象,按不同混合比、不同直径进行网线的断裂强力及结节强力试验,分析其相应的强力、延伸性等性能。结果显示,三元共混网线材料的断裂强力随着直径增大而增加,优于同等直径普通聚乙烯网线材料,且随着直径增大,差异性越明显,最大差异时三元共混网线材料的断裂强力为2 091.4 N,是普通聚乙烯的1.8倍;在相同的网线直径条件下,三元共混网线材料断裂强力均随PP含量增加而增加;在相同的直径下,三元共混网线材料的断裂伸长率小于普通聚乙烯网线材料,结节损失率高于普通聚乙烯网线材料。三元共混网线材料,虽然断裂伸长率低、结节损失率高,但强力性能要优于普通聚乙烯,可在渔业生产中推广应用。     

渔用高强度聚乙烯和普通聚乙烯编织线的拉伸力学性能比较试验

渔用高强度聚乙烯编织线（以下简称HSPE编织线）和普通聚乙烯编织线（以下简称PE编织线）的拉伸力学性能比较试验结果表明,在同等编线工艺（编织线捻距为27mm、线股结构为3×16、线芯用丝数量为7和线芯为不加捻的平行丝束）条件下,规格为“HSPE-37tex×3×16＋7”HSPE编织线断裂强力、单线结强力分别比规格为“PE-37tex×3×16＋7”PE编织线增加了10.0%和9.1%,而前者的断裂伸长率比后者减少了11.3%;在同等编线工艺（编织线捻距为30mm、线股结构为4×16、线芯用丝数量为18和线芯为不加捻的平行丝束）条件下,规格为“HSPE-37tex×4×16＋18”HSPE编织线断裂强力、单线结强力分别比规格为“PE-37tex×4×16＋18”PE编织线增加了8.1%、6.1%,而前者的断裂伸长率比后者减少了13.3%;HSPE编织线较PE编织线具有强力优势,HSPE编织线在渔具或网箱上推广应用具有可行性。     

编线工艺对渔用高强度聚乙烯编织线拉伸性能的影响

2007年3月~2008年12月在东海水产研究所开展了编线工艺对渔用高强度聚乙烯(HSPE)编织线拉伸性能的影响研究。结果表明,在试验捻距范围(公称直径3.0 mm和3.9 mm编织线的试验捻距范围分别为11.1~29.2 mm、16.4~48.5 mm)内,若其它条件(包括线股结构、线芯用丝数量和线芯结构等)相同,则以不同捻距编织的相同公称直径渔用HSPE编织线的断裂强力及单线结强力均随捻距的增加而增加,而断裂伸长率及线密度则随捻距的增加而减小;多项式回归方程显示,断裂强力与捻距、单线结强力与捻距均显示较好的相关性(R2≥0.987 7)。在线芯用丝数量范围(公称直径3.0 mm和3.9 mm编织线的试验用线芯用丝数量范围分别为0~36、0~64)内,若其它条件(包括线股结构、捻距和线芯结构等)相同,则以不同线芯用丝数量编织的相同公称直径渔用HSPE编织线的断裂强力、单线结强力及线密度均随线芯用丝数量的增多而增加,而断裂伸长率则随线芯用丝数量的增加而减小;多项式回归方程显示,断裂强力与线芯用丝数量、单线结强力与线芯用丝数量均显示较好的相关性(R2≥0.969 5)。若其它条件(包括线股结构、捻距和线芯用丝数量等)相同,则将线芯结构由不加捻的平行丝束改为捻度为32 T/m的线股后,公称直径2.5 mm渔用HSPE编织线的断裂强力、单线结强力、断裂伸长率和线密度均有一定的增加。捻距、线芯用丝数量及线芯结构对渔用HSPE编织线拉伸性能的影响较大。     

抗风浪网箱超高分子量聚乙烯复合绳的研究

以国产UHMWPE纤维为材料,采用八股编绞绳编绞工艺和复合技术,研制了适合大型抗风浪养殖网箱技术和使用要求的UHMWPE复合绳,并对其性能进行了测试。结果表明,绳索的平均断裂强度为PA绳的3.7倍、PP绳的4.0倍。绳索经氨酯基树脂复合后断裂强力平均提高8%,断裂强度达9.89～13.2cN/dtex,伸长率为5.5%～9.1%。绳索拉伸疲劳性能为加载循环2400次后的强力保持率仍达100%。高强度、低伸长、抗疲劳复合绳索的研究结果,可为养殖网箱等海洋工程配套设计、安全使用等提供技术依据。     

乙纶单丝捻线延伸性的研究

本项试验是研究乙纶(PE之一种)单丝捻制成的网线在外力小于断裂强力作用下所产生的变形特性(即延伸性)。网线的延伸性包括伸长、韧性和弹性三方面。本文的主要内容有：1．通过对乙纶网线结节(单死结)和无结拉伸断裂测试，得到了乙纶网线在1／2结节断裂强力作用下的伸长值；2．通过乙纶网线拉伸断裂试验时的拉伸曲线用三次样条函数(自然样条函数)插值法计算了网线的韧度和系数Q值，并编制了计算机程序；3．通过对乙纶网线定伸长弹性试验，计算在不同恢复时间下的弹性恢复率，从而得到定伸长弹性恢复率与网线直径和恢复时间的关系．     

纤维绳索强度分析中线性回归与曲线拟合法的比较

介绍了对绳索的断裂强度与直径关系的直线回归、幂函数拟合及自然对数拟合的方法,图示比较了三种函数图形及其与标准指标值的偏差,分析了这三种方法所得结果的差别,其中自然对数函数的返回值与标准指标值最为接近。以自然对数函数对聚丙烯、聚乙烯和聚酰胺绳索产品国际标准建立了断裂强度与直径关系的数学模型。采用这种数据分析方法,在制定系列规格的产品标准中确定技术指标,比较具有规律性。