一种渔用聚偏二氟乙烯单丝的制备方法
阅读说明：本技术 一种渔用聚偏二氟乙烯单丝的制备方法 (Preparation method of fishing polyvinylidene fluoride monofilament ) 是由 闵明华 王鲁民 张勋 刘永利 于 2021-01-13 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种渔用聚偏二氟乙烯单丝的制备方法,包括：切片干燥、加热熔融、纺丝和拉伸。本发明通过独特的熔融纺丝和拉伸工艺制备得到渔用聚偏二氟乙烯单丝,具有不吸水、比重大、切水快、阻力大、钓力大、抗老化、寿命长的特性,可用于制造流刺网、钓鱼丝、网袋、缆绳、远洋拖网等。(The invention relates to a preparation method of fishing polyvinylidene fluoride monofilament, which comprises the following steps: drying the slices, heating and melting, spinning and stretching. The fishing polyvinylidene fluoride monofilament prepared by the unique melt spinning and drawing process has the characteristics of no water absorption, large specific gravity, quick water cutting, large resistance, large fishing force, ageing resistance and long service life, and can be used for manufacturing spunlaced nets, fishing threads, net bags, cables, ocean trawls and the like.)
技术领域
本发明属于钓鱼线领域，特别涉及一种渔用聚偏二氟乙烯单丝的制备方法。
背景技术
随着经济与科技水平的迅速发展，人们的生活水平和生活质量不断提高，现代休闲渔业，尤其是休闲垂钓对于人们缓解压力、放松身心，也为渔村渔港的发展带来了新的生机。但是作为休闲垂钓的重要辅助工具，钓鱼线的研究开发在我国仍处于起步阶段。目前，钓鱼线主要是尼龙线为主，其制造过程一般是聚酰胺6、聚酰胺66或者二者高聚物、混合物经熔融纺丝，然后再经后处理，例如定形、染色等。尼龙线的特点是具有良好的延展性和弹性，但是尼龙线打结强度低、折射率远大于水，此外尼龙线初始模量低，容易伸长，使鱼咬钩的讯号传递不及时、不清晰，加上尼龙线极易吸水，导致鱼咬钩的讯号传导大幅衰减。
聚偏二氟乙烯(简称PVDF)，英文名Poly(vinylidene fluoride)，可用于制作专业钓鱼单丝，以替代传统的尼龙单丝。聚偏二氟乙烯单丝具有不吸水、强度高、抗老化、寿命长的特性，其表面坚硬，更耐锋利的鱼齿磨损，并且其光密度比尼龙低，令钓鱼线更不易被敏锐的鱼眼发现。同时其密度比尼龙大，使鱼线可以更快地向着鱼下沉。在垂钓肉食性攻击鱼类时，聚偏二氟乙烯单丝经常成为首选前导线，在海钓矶钓中由于存在礁石等锋利的障碍物，所以聚偏二氟乙烯钓鱼线的使用地位无法被撼动。
但是目前，聚偏二氟乙烯钓鱼线的制备工艺仍然较为复杂，限制了其进一步市场应用。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种渔用聚偏二氟乙烯单丝的制备方法，该方法通过独特的熔融纺丝和拉伸工艺制备得到渔用聚偏二氟乙烯单丝，具有不吸水、比重大、切水快、阻力大、钓力大、抗老化、寿命长的特性，可用于制造流刺网、钓鱼丝、网袋、缆绳、远洋拖网等。
本发明提供了一种渔用聚偏二氟乙烯单丝的制备方法，包括：
(1)将聚偏二氟乙烯切片、干燥，经螺杆挤出机加热熔融，经计量泵计量后由喷丝板熔融挤出；其中，加热熔融温度设置为：进料区120℃，熔融区170℃～185℃，压缩区180℃～195℃，计量区185℃～200℃；
(2)随后进入纺丝箱纺丝，将得到的单丝经冷水冷却后进行四级热拉伸，得到渔用聚偏二氟乙烯单丝；其中，四级热拉伸的工艺为：一级拉伸倍数为3～4倍，拉伸温度为80℃～90℃；二级拉伸倍数为2～3倍，拉伸温度为90℃～100℃；三级拉伸倍数为1～2倍，拉伸温度为110℃～120℃；四级拉伸倍数为0.98～1.2倍，拉伸温度为130℃～160℃；拉伸介质为热水浴、热空气浴。
所述步骤(1)中的聚偏二氟乙烯数均分子量为150000～180000。
所述步骤(1)中的干燥工艺具体为：在温度70～120℃、真空度为-0.05～-0.1MPa的条件下干燥24～36小时。
所述步骤(2)中的纺丝工艺具体为：纺丝箱体温度为170～200℃，纺丝速度为5～50m/min。
所述步骤(2)中的渔用聚偏二氟乙烯单丝用于制造流刺网、钓鱼丝、网袋、缆绳或远洋拖网。
有益效果
本发明通过独特的熔融纺丝和拉伸工艺制备得到渔用聚偏二氟乙烯单丝，具有不吸水、比重大、切水快、阻力大、钓力大、抗老化、寿命长的特性，可用于制造流刺网、钓鱼丝、网袋、缆绳、远洋拖网等。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
选用数均分子量为150000的聚偏二氟乙烯切片，在温度70℃、真空度为-0.05MPa的条件下干燥24小时。聚偏二氟乙烯切片经螺杆挤出机加热熔融，经计量泵计量后由喷丝板熔融挤出，螺杆熔融纺丝温度：进料区120℃，熔融区170℃，压缩区170度，计量区170℃；纺丝箱体温度为170℃；纺丝速度为5m/min；将得到的单丝经冷水冷却后进行四级热拉伸，得到渔用聚偏二氟乙烯单丝；其中，四级热拉伸的工艺为：一级拉伸倍数为3倍，拉伸温度为80℃～90℃；二级拉伸倍数为2倍，拉伸温度为90℃～100℃；三级拉伸倍数为1倍，拉伸温度为110℃～120℃；四级拉伸倍数为0.98倍，拉伸温度为130℃～160℃；拉伸介质为热水浴、热空气浴。
实施例2
选用数均分子量为160000的聚偏二氟乙烯切片，在温度80℃、真空度为-0.05MPa的条件下干燥36小时。聚偏二氟乙烯切片经螺杆挤出机加热熔融，经计量泵计量后由喷丝板熔融挤出，螺杆熔融纺丝温度：进料区120℃，熔融区170℃，压缩区175℃，计量区175℃；纺丝箱体温度为175℃；纺丝速度为10m/min；将得到的单丝经冷水冷却后进行四级热拉伸，得到渔用聚偏二氟乙烯单丝；其中，四级热拉伸的工艺为：一级拉伸倍数为3倍，拉伸温度为80℃～90℃；二级拉伸倍数为2倍，拉伸温度为90℃～100℃；三级拉伸倍数为1倍，拉伸温度为110℃～120℃；四级拉伸倍数为1倍，拉伸温度为130℃～160℃；拉伸介质为热水浴、热空气浴。
实施例3
选用数均分子量为170000的聚偏二氟乙烯切片，在温度90℃、真空度为-0.05MPa的条件下干燥36小时。聚偏二氟乙烯切片经螺杆挤出机加热熔融，经计量泵计量后由喷丝板熔融挤出，螺杆熔融纺丝温度：进料区120℃，熔融区175℃，压缩区175℃，计量区180℃；纺丝箱体温度为180℃；纺丝速度为25m/min；将得到的单丝经冷水冷却后进行四级热拉伸，得到渔用聚偏二氟乙烯单丝；其中，四级热拉伸的工艺为：一级拉伸倍数为3倍，拉伸温度为80℃～90℃；二级拉伸倍数为3倍，拉伸温度为90℃～100℃；三级拉伸倍数为1.5倍，拉伸温度为115℃～120℃；四级拉伸倍数为0.98倍，拉伸温度为130℃～160℃；拉伸介质为热水浴、热空气浴。
实施例4
选用数均分子量为180000的聚偏二氟乙烯酯切片，在温度100℃、真空度为-0.1MPa的条件下干燥24小时。聚偏二氟乙烯切片经螺杆挤出机加热熔融，经计量泵计量后由喷丝板熔融挤出，螺杆熔融纺丝温度：进料区120℃，熔融区175℃，压缩区180℃，计量区185℃；纺丝箱体温度为190℃；纺丝速度为30m/min；将得到的单丝经冷水冷却后进行四级热拉伸，得到渔用聚偏二氟乙烯单丝；其中，四级热拉伸的工艺为：一级拉伸倍数为3.5倍，拉伸温度为80℃～90℃；二级拉伸倍数为2.6倍，拉伸温度为90℃～100℃；三级拉伸倍数为1.2倍，拉伸温度为110℃～120℃；四级拉伸倍数为1.2倍，拉伸温度为130℃～160℃；拉伸介质为热水浴、热空气浴。
实施例5
选用数均分子量为180000的聚偏二氟乙烯酯切片，在温度120℃、真空度为-0.1MPa的条件下干燥24小时。聚偏二氟乙烯切片经螺杆挤出机加热熔融，经计量泵计量后由喷丝板熔融挤出，螺杆熔融纺丝温度：进料区120℃，熔融区180℃，压缩区180℃，计量区185℃；纺丝箱体温度为200℃；纺丝速度为50m/min；将得到的单丝经冷水冷却后进行四级热拉伸，得到渔用聚偏二氟乙烯单丝；其中，四级热拉伸的工艺为：一级拉伸倍数为3倍，拉伸温度为80℃～90℃；二级拉伸倍数为2.8倍，拉伸温度为90℃～100℃；三级拉伸倍数为1.6倍，拉伸温度为110℃～120℃；四级拉伸倍数为1.0倍，拉伸温度为130℃～160℃；拉伸介质为热水浴、热空气浴。
对比例1
其他条件如实施例5，不同之处在于：在温度60℃、真空度为-0.2MPa的条件下干燥24小时。
对比例2
其他条件如实施例5，不同之处在于：进料区温度为150℃。
对比例3
其他条件如实施例5，不同之处在于：未进行四级热拉伸，总拉伸倍数为8倍，拉伸介质为热水浴，拉伸温度为100℃。
力学性能测试方法参照水产行业标准SC/T 5005-2014《渔用聚乙烯单丝》，实施例及对比例的检测数据见表1：
表1实施例及对比例的检测数据
断裂强度(cN/dtex)
结节强度(cN/dtex)
实施例1
6.0
4.6
实施例2
7.1
5.0
实施例3
7.8
4.9
实施例4
7.2
5.0
实施例5
7.5
5.5
对比例1
5.8
4.4
对比例2
5.5
4.2
对比例3
6.2
4.6
对比例1真空干燥的温度和压力与实施例5不同，干燥过程的温度和压力决定了聚偏二氟乙烯切片的含水率，而水分的存在会使聚偏二氟乙烯切片在加热熔融纺丝过程中发生降解，因此会影响最终单丝的断裂强度和结节强度。对比例2进料区温度为150℃，不同于聚乳酸或PHBV，进料温度偏高会造成聚偏二氟乙烯一定程度的热降解，导致聚偏二氟乙烯再拉伸后冷却变慢，使其结晶不够完善，从而直接影响了断裂强度和结节强度。对比例3未采用四级拉伸工艺，而是直接进行拉伸，会导致拉伸过程中聚偏二氟乙烯大分子链取向程度不足，从而直接影响了断裂强度和结节强度。
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