南極磷蝦資源開發用網線制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及南極磷蝦資源開發用網線及其制作方法。
【背景技術】
[0002]南極磷蝦是一種生活在南冰洋的南極洲水域的磷蝦，是南極生態系統的關鍵物種；南極磷蝦是似蝦的無脊椎動物，并以群集方式生活。南極磷蝦漁業推動了南極磷蝦資源開發，為人類合理利用南極磷蝦資源發揮著積極作用。聚乙烯網線是目前南極磷蝦資源開發利用生產中應用的一種拖網漁具材料，其性能優劣關系到南極磷蝦資源開發利用的成敗。普通聚乙烯網線使處于低溫惡劣作業環境下的南極磷蝦拖網存在安全隱患。隨著南極磷蝦漁業的發展，本技術領域對南極磷蝦資源開發利用的安全性及其拖網的適配性越來越重視，人們迫切需要新型南極磷蝦資源開發用網線及其制作方法，以通過網線材料性能的提高來提升南極磷蝦資源開發利用的安全性及其拖網的適配性。本技術領域與塑料技術、紡織技術、養殖網箱技術、近海與內陸捕撈技術等技術領域相差甚遠，因此，這些技術領域板材、片材、棒材、單絲、管材等制作方法均不適用本技術領域。目前市場上銷售的聚乙烯樹脂產品按分子量的大小可分為低分子量聚乙烯、普通分子量聚乙烯、中等分子量聚乙烯(亦稱中高分子量聚乙烯)和超高分子量聚乙烯。以中等分子量聚乙烯樹脂為例，目前市場上淄博美標高分子纖維有限公司經銷分子量小于100萬的中等分子量聚乙烯樹脂(英文為 Medium Molecular Weight Polyethylene，簡稱為 MMWPE)，該 MMWPE 樹脂分子量位于 60萬至100萬之間、熔融指數為3.0g/10min，人們可通過材料新技術將它創新用于單絲等材料的加工制作。現有南極磷蝦資源開發利用網線所用單絲以普通聚乙烯單絲為主、制線工藝單一；而聚乙烯單絲作為聚乙烯網線的基本結構單元，目前主要采用分子量大小范疇為普通分子量聚乙烯的高密度聚乙烯(HDPE)原料拉絲生產，聚乙烯單絲斷裂強度標準指標為5.2cN/dteX。聚乙烯單絲斷裂強度與結節強度低，既導致聚乙烯網線的斷裂強力相對較低、又導致南極磷蝦資源開發利用拖網的安全性與適配性差，所以，現有南極磷蝦資源開發利用網線難以適應南極磷蝦漁業快速發展需求，人們急需新型南極磷蝦資源開發用網線及其制作方法，以制作出斷裂強力高、適配性好的南極磷蝦資源開發利用網線新材料。現有技術領域尚無以中等分子量聚乙烯樹脂(簡稱MMWPE樹脂)、聚丙烯樹脂(簡稱PP樹脂)、三元乙丙橡膠(簡稱EPDM樹脂)為原料并采用特殊拉絲與捻線工藝制作的南極磷蝦資源開發利用網線，因此，南極磷蝦資源開發用網線及其制作方法問題的解決已成為本技術領域人們長期懸而未決的技術難題。南極磷蝦資源開發用網線及其制作方法對推進海洋經濟建設、降低南極磷蝦資源開發利用能耗、提高南極磷蝦資源開發利用網線及其制作用單絲的性能、提高南極磷蝦資源開發利用拖網的安全性與適配性、促進我國南極磷蝦漁業的可持續健康發展十分必要。
【發明內容】
[0003]本發明需要解決的技術問題是提供南極磷蝦資源開發用網線及其制作方法，以推進海洋經濟建設、降低南極磷蝦資源開發利用能耗、提高南極磷蝦資源開發利用網線及其制作用單絲的性能、提高南極磷蝦資源開發利用拖網的安全性與適配性、促進我國南極磷蝦漁業的可持續健康發展。
[0004]本發明的技術方案采用MMWPE樹脂、PP樹脂、EPDM樹脂、助劑、攪拌機、分絲機、收絲機、單螺桿擠出機、兩次牽伸電加熱牽伸機和捻線機，其特征是MMWPE樹脂熔融指數為3.0g/10min，分子量60萬?100萬、PP樹脂恪融指數為3.0g/10min?4.0g/10min，添加量為MMWPE樹脂重量的10.1 %?12.3%、EPDM樹脂添加量為MMWPE樹脂重量的1.7%?1.9%、白油或松節油助劑添加量為MMWPE樹脂重量的1.5%。?1.7%。，上述原料混合，用攪拌機攪拌至料都攪拌均勻為止，混合料攪拌均勻后就獲得共混MMWPE/PP/EPDM粒料；共混MMWPE/PP/EPDM粒料經單螺桿擠出機在料筒電加熱區的第I區、II區、III區、IV區的溫控范圍分別為300 °C?306 °C、333 °C?339 °C、338 °C?344°C、343 °C?350 °C熔融擠出，從噴絲孔熔融擠出的初生絲經冷卻水箱低溫水和第一牽伸輥得到冷卻和預牽伸，噴絲板上噴絲孔的孔數為30、冷卻水箱配有溢水管及進水管、冷卻水箱低溫水的水溫控制在21°0?34°0、噴絲板與冷卻水箱內水面之間的垂直距離控制在33cm?72cm，預牽伸絲經96.7°C?98.5°C高溫第一牽伸水浴槽和第二牽伸輥、97.4°C?99.9°C高溫第二牽伸水浴槽和第三牽伸輥進行兩次熱牽伸，預牽伸絲通過兩次牽伸電加熱牽伸機進行上述兩次熱牽伸，牽伸總倍數控制在8.3倍?9.0倍，以使用力矩電動機的收絲機收卷共混改性單絲絲束，生產的共混改性單絲的線密度為35.9tex ;共混改性單絲絲束分絲張力控制在單絲斷裂強力的8.6%?
10.3%，經分絲機分絲為每束含10根共混改性單絲的筒裝單絲；將每束含10根共混改性單絲的筒裝單絲以51T/m?53T/m的捻度加捻成I根Z捻高強度單紗；再將4根Z捻高強度單紗以103T/m?105T/m的捻度初捻成I根S捻高強度線股；最后將3根S捻高強度線股以30mm的捻距加捻成直徑為3.37mm、捻向為Z捻的三股高強度南極磷蝦資源開發利用網線。
[0005]本發明將特殊拉絲工藝與特殊制線工藝有效結合起來，針對每根網線所包含的共混改性單絲總根數為120根，在拉絲時采用特定的噴絲孔數為30，這節省了捻線工序中的分絲時間，方便了后續網線的加工制作，實現了網線生產過程的節能降耗；采用特種配方的增韌共混MMWPE/PP/EPDM粒料與特定的牽伸倍數，通過EPDM樹脂的添加來增加產出的共混改性單絲的韌性、增加PP樹脂與MMWPE樹脂之間的相容性，既改善了共混改性單絲的可紡性，又提高了產出的共混改性單絲及其成品網線的綜合性能與適配性，如制備的線密度為35.9tex的共混改性單絲新材料的斷裂強度高達5.94cN/dteX、結節強度高達4.15cN/dtex、斷裂伸長率為12.1%，其斷裂強度、結節強度分別較傳統熔融拉絲工藝加工制作的聚乙烯單絲標準(SC/T5005-2014標準)指標提高14.2%、15.3%，它的延伸性完全符合本技術領域需要；本發明網線采用特種捻距為30mm、特種外捻度45T/m的制線工藝來制作直徑3.37mm的南極磷蝦資源開發利用網線，該網線斷裂強力為2077N、結節強力為1144N，其斷裂強力、結節強力分別較現有聚乙烯網線提高82%、29% ;此外，本發明制作的南極磷蝦資源開發利用網線斷裂伸長率為15.9%，其延伸性完全符合本技術領域需要；綜合性能明