材料研究加工工藝聚烯烴超細纖維的制備技術(shù)*趙娜12,劉太奇1,劉瑞雪l，2(1.北京石油化工學(xué)院環(huán)境材料研究中心，北京102617;2. 北京化工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，北京1002020摘要:聚烯烴超細纖維特有的結(jié)構(gòu)與性能使其研究與生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展迅速，生產(chǎn)量也在 飛速地增長。本文綜述了聚烯烴超細纖維的制備技術(shù),詳細介紹了直接紡絲法、復(fù)合紡絲法、高壓靜電紡絲法、熔噴非織造技術(shù)、模板合成法等聚烯烴超細纖維制備方法。迄今為止,國內(nèi)及國際對于超細纖維的概念并沒有公認的定義，一般認為單纖維線密度為0.1~1.0 dtex的纖維屬于超細纖維,而線密度<0.1 dtex的纖維一般稱為極細纖維。關(guān)鍵詞:超細纖維;聚烯烴;電紡絲;制備技術(shù)中圖分類號:TQ 342文獻標(biāo)志碼:ATechnology of Polyolefin Microfiber PreparationZHAO Na'.', LIU Taiqit ，LIU Ruixue'."(1. Environment Materials Research Center, Beijing Institute of Petrochemical Technology, Beiing 102617, China;2. School of Material Science and Engineering, Beijing University of Chemical Technology, Beiing 100029, China)Abstraet: The research and production technology of polyolefin microfiber preparation have developed quickly due to theunique structure and properties,, the output has also grown rapidly in recent years. In this paper, the technology of polyole-fin microfiber preparation was reviewed. Several preparation methods were introduced, including direct spinning method,composite spinning, electrospinning method, melt blown technology and template method. So far, there are no proverbialdefinitions for superfine fibre in domestic and abroad, normally, single fiber density with 0. 1~1.0 dtex belongs to superfinefiber, and fiber less than 0. 1 dtex was called super fine fiber.Key words : microfiber, polyolefin, electrospinning, preparation technology生產(chǎn)聚烯烴超細纖維的方法主要有直接紡絲l 聚烯烴超細纖維法、復(fù)合紡絲法、靜電紡絲法、熔噴非織造技術(shù)、模板目前,各類品種的合成纖維都可紡制超細纖維，法等。如聚酯、聚酰胺、聚丙烯腈、聚丙烯纖維等[1]。超細2聚烯烴超細纖維的制備方法纖維最顯著的特征就是它具有比普通纖維小得多的線密度,目前人工制造的最細超細纖維線密度為2.1 直接紡絲法0.000 11 dtex,其直徑僅有0.095 μm,達到了納米直接紡絲法制造超細纖維的生產(chǎn)技術(shù),是相對級水平[2]。由于超細纖維纖維線密度的降低而具有于復(fù)合紡絲法和共混紡絲法而言的，即在紡絲過程許多超越常規(guī)纖維的優(yōu)越性能,如織物手感柔軟、垂中使用單--原料,直接利用熔體紡絲工藝或溶液紡懸性好、保暖性及防水透氣性好、比表面積大、吸附絲工藝制成超細纖維的技術(shù),是對原有紡絲方法的性強、去污力及過濾性能好、毛細效應(yīng)強等。技術(shù)改進。聚烯烴材料包括聚乙烯、聚丙烯,是5大通用合直接紡絲法常用于生產(chǎn)PET、PP. PA6及成樹脂的主要組成部分,也是合成材料的重要組成PA66纖維。由于聚丙烯原料易結(jié)晶,且不同晶型之一。自1933年實現(xiàn)聚乙烯工業(yè)化生產(chǎn)以來,已形結(jié)構(gòu)的PP具有不同的拉伸性能;因此，PP超細纖成低密度聚乙烯(LDPE) .高密度聚乙烯(HDPE)和維的生產(chǎn)技術(shù)關(guān)鍵在于控制卷繞絲形成次晶為主體線性低密度聚乙烯(LLDPE)3大系列，是合成樹脂的結(jié)構(gòu)。應(yīng)采用熔體流動指數(shù)較高且分子量分布較的第1大品種。聚丙烯是合成樹脂的第2大品種，窄的原料,或采用較高的紡絲溫度進行紡絲,從而得生產(chǎn)工藝簡單,原料來源豐富,具有良好的加工性能到性能良好的PP超細纖維[田。和使用性能。聚烯烴樹脂是綜合性能優(yōu)異的合成材2.2復(fù)合紡絲法料,為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)提供了必不可少的農(nóng)膜、灌溉材料，復(fù)合紡絲中國煤化工比學(xué)結(jié)構(gòu)和性為汽車、機械及電子等產(chǎn)業(yè)提供了大量性能優(yōu)異的能的成纖高:MHCN MH G各自管道,再基礎(chǔ)材料。由多塊分配板組合而成的復(fù)合組件進行分配，以各《新技術(shù)新工藝》加工工藝與材料研究「77加工工藝材料研究熔噴紡絲法納米纖維的加工基本沿用傳統(tǒng)熔融已經(jīng)成為新型纖維的主導(dǎo)產(chǎn)品之一，與常規(guī)纖維相紡絲技術(shù),不需要溶劑處理過程,具有高效率.低成比具有很多優(yōu)點,應(yīng)用更為廣泛。當(dāng)然,超細纖維也本.易規(guī)?；a(chǎn)的優(yōu)勢。在加工熱塑性高聚物時,存在一些缺點，如價格高、加工成本高,尤其是在后該項技術(shù)顯示出相對經(jīng)濟的特點,同時也具有規(guī)模處理方面有關(guān)溶劑使用所帶來的問題也有待改善?；徶萍{米纖維的潛力。聚烯烴是應(yīng)用最廣泛的合成塑料之一，隨著對聚烯.常規(guī)熔噴法生產(chǎn)的非織造布網(wǎng)片的單纖維平均烴超細纖維及聚烯烴納米纖維研究的不斷深人,其直徑約為2~5μm;但在紡制超細纖維時,紡絲組件制備技術(shù)將得到不斷的發(fā)展,在更多的領(lǐng)域得以應(yīng)每孔的熔體擠出速率降低,造成紡絲壓力發(fā)生變化，用,會有越來越多的商品進人人類的生活。影響纖維網(wǎng)片的均勻性。因此,在生產(chǎn)超細纖維時,要保持較低的聚合物黏度,一般熔體流動指數(shù)的指參考文獻標(biāo)為1 500~1 800[13。 瑞士Rieter 公司已建成單[1]王妮.超細纖維的生產(chǎn)與應(yīng)用[J]. 棉紡織技術(shù)，2001,模頭熔噴法納米纖維裝置,纖維網(wǎng)的單纖維直徑只29(7):411-414.有500nm。美國Hills公司在開發(fā)熔噴法納米纖維[2]張大省，王銳.超細纖維生產(chǎn)技術(shù)及應(yīng)用[M].北京:中方面也取得了重大進展,該公司制得的均聚物納米國紡織出版社，2007.纖維網(wǎng)的單纖維平均直徑<250nm,而且直徑為50[3]施英德,李良訓(xùn)，郭群，等.高速紡聚丙烯微細旦長絲~400 nm的纖維占90 %以上。的研究[J].合成纖維，1997(5):13-16.2.5模板法[4]王紅,斯堅.ES纖維的發(fā)展及在非織造布領(lǐng)域的應(yīng)用模板法是用納米多孔膜作為模板,制備納米纖[J].非織造布, 2008,16<2): 37-38.維或中空納米纖維1] ,是近年來發(fā)展起來的合成新[5]王新威，胡祖明，潘婉蓮，等.納米纖維的制備技術(shù)型納米結(jié)構(gòu)材料的簡單方法。利用模板法可以制得[J].材料導(dǎo)報，2003, 17: 21-23.具有管狀結(jié)構(gòu)或纖維狀結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電聚合物、金屬、碳[6] Andreas G, Joachim H W. Electrospinning: a fascinat-ing method for the preparation of ultrathin fibers [J]. An-等納米材料,這種方法的主要特點在于可紡制不同gew. Chem. Int. Ed, 2007, 46:5670-5703.原料,然而,采用該方法不能制備連續(xù)的納米長纖[7] Jason M L. Melt- electrospinning of thermoplastic poly維mers: an experimental and theoretical analysis[D]. USA:模板法具有良好的可控制性,可利用其空間限D(zhuǎn)rexel University, 2004.制作用和模板劑的調(diào)試作用對合成材料的大小、形[8]萬玉芹.靜電紡絲過程行為及振動靜電紡絲技術(shù)研究貌、結(jié)構(gòu)和排布等進行控制。模板法通常是用孔徑[D].上海:東華大學(xué),2006.為納米級到微米級的多孔材料作為模板,結(jié)合電化[9] Larrondo L, Manley R s J. Electrostatic fiber spinning學(xué)、沉淀法、溶膠-凝膠法和氣相沉淀法等技術(shù)使物from polymer melts: I. experimental observations on fiber for-質(zhì)原子或離子沉淀在模板的孔壁上,形成所需的納mation and properties [J]. J Polym Sci, 1981, 19: 909-920.米結(jié)構(gòu)體。用作模板的材料主要有徑跡蝕刻聚合物[10] Christopher J E, Alhad P, David w. Giles. meltblown nanofibers: fiber diameter distributions and onset of膜和多孔三氧化二鋁膜。曹炳陽41等利用納米孔模板潤濕技術(shù)制備了直徑為200 nm的低密度聚乙fiber breakup [J]. Polymer, 2007, 48: 3306-3316.烯納米線陣列,并通過施加高頻流體振動以增強聚[11]肖長發(fā)，尹翠玉,張華，等.化學(xué)纖維概論[M].北京:合物流向納米孔中的滲透速度。然而,盡管模板法中國紡織出版社，2005.具有合成方法簡單易行的特點,但它只能合成出納[12]徐家福,楊雅光,郭秉臣.熔噴非織造布結(jié)構(gòu)與性能分:析[].非織造布,2005.15(3) :35-39.米級短原纖或--端與膜相連的毛刷狀結(jié)構(gòu),不能獲[13] Martin C R. Membrane based synthesis of nanomateri-得連續(xù)的納米纖維長絲。als, special issue on nanostructured materials [J]. Chem.分子擠出也屬于模板法。1999 年，日本東京大Mater, 1996, 8: 1739-1746.學(xué)的Kageyama等[5發(fā)表了在聚合過程中直接制[14]曹炳陽，董若字，孔杰，等.納米孔模版浸潤法制備聚備聚乙烯納米纖維的文章。利用含有催化劑的介孔乙烯納米線陣列的熱導(dǎo)率的實驗研究[J].物理學(xué)報, 2012,材料作為納米反應(yīng)器,經(jīng)分子擠出聚合得到了直徑.61(4): 1-6.為30~50nm的聚乙烯纖維。[15] Keisuke K, Jun T, Takuzo A. Extrusion polymeriza-tion: catalyzed3結(jié)語nanofibers withi中國煤化工。Science, 1999，285; 2113-2115MYHCNMHG目前,隨著紡織產(chǎn)品向細輕薄化發(fā)展,超細纖維《新技術(shù)新工藝》加工工藝與材料研究「79新技術(shù)新工藝2013年 第1期外柴油箱機器人焊接工藝技術(shù)研究劉彥麗',高金良'，陳泳'，張寶東',李宏偉'，范 薇(1.北京北方車輛集團有限公司工藝技術(shù)中心，北京100072;2. 中國兵器工業(yè)規(guī)劃研究院，北京100053)摘要:外柴油箱是特種車輛的重要零部件之一,主要為特種車輛提供燃料。外柴油箱是由多塊高強度鋼板焊接而成的殼體,其焊接質(zhì)量直接影響油箱的壽命及車輛的機動性。本文通過工藝研究,首次由機器人自動化焊接代替原來的手工焊接,提高了油箱一次焊接合格率,切實解決了外柴油箱出現(xiàn)滲漏的難題;同時提高了油箱焊縫外觀質(zhì)量,保證了焊接一致性，節(jié)約了焊接材料,全面提高了焊接生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。關(guān)鍵詞:外柴油箱;焊接機器人系統(tǒng);焊接生產(chǎn)效率;產(chǎn)品質(zhì)量中圖分類號:TG 44文獻標(biāo)志碼:AResearch on Welding robot Technics of Outer Diesel Oil BoxLIU Yanli , GAO Jinliang'，CHEN Yong' , ZHANG Baodong' , LI Hongwei' , FAN Wei?(1. The Institute of Technology, Beijing North Vehicle Group Corporation,Beijing 100072, China; .2. Planning and Research Institute, Beijing 100053, China)Abstract:Outer diesel oil box is one of the important components of special vehicle. The function of outer diesel oil boxis providing fuel for special vehicles." The outer diesel oil box was welded by many of high strength steel. The welding quali-ty of oil box directly affect it's life and vehicle maneuverability. This paper used welding robot automation weld oil box in-stead of handwork through technics research. The welding eligibility rate was improved by this way. The problem of out oilbox leakage was also resolved. At the same time, the quality of oil box welding line was improved, and the welding consis-tency was ensured, the welding materials were saved, the manufacture eficiency and product quality were improvered at allsides.Key words : outer diesel oil box, welding robot system, weld manufacture efficiency, products quality零件外柴油箱是為工人的技術(shù)操作水平較高。在使用過程中油箱的部某特種車輛提供燃料的.分焊縫存在不同程度的滲漏現(xiàn)象，造成客戶滿意度重要部件,由多塊高強度不斷降低。為提高外柴油箱的焊接質(zhì)量和效率,從鋼板焊接而成,其焊接質(zhì)華恒焊接公司購買了外柴油箱焊接機器人設(shè)備,希量可直接影響油箱的壽望采用焊接自動化裝備,提高產(chǎn)品質(zhì)量、焊接效率和命及車輛的機動性，如圖改善工作環(huán)境,全面提升外柴油箱的焊接水平。1所示。為了在生產(chǎn)中更好地推廣使用該系統(tǒng),用半年通過工藝研究,采用圖1外柴油箱零件時間進行了油箱焊接機器人系統(tǒng)的工藝試驗,在試外柴油箱焊接機器人系統(tǒng)可提高油箱--次焊接合格驗中組織人員進行了工藝方案研究、設(shè)備驗收和實率,解決試車過程中油箱滲漏的難題,進-步節(jié)約焊操技能培訓(xùn)等工作。接材料,降低企業(yè)生產(chǎn)成本,全面提高焊接生產(chǎn)效率2焊接設(shè)備簡介外柴油箱焊接機器人包括KUKA機器人、1引進焊接自動化設(shè)備PHOENIX 522氣保焊機及電源控制柜。L型變位對外柴油箱采用手動和半自動焊接,要求操作機可實現(xiàn)焊接機器人沿Z軸旋轉(zhuǎn),使機械手滿足雙*北京市教委資助項目(PXM2011-014222 0007)通信作者:劉太奇收稿日期:201中國煤化工作者簡介:趙娜(1988-),女,碩士,主要從事高分子材料等方Y(jié)HCNMHG李思文面的研究。80《新技術(shù)新工藝》加工工藝與材料研究