專利名稱：高韌度、高模量絲的制作方法
背景技術：
聚乙烯絲、膜和帶是本領域所熟知的。但是直到最近，這類產品的拉伸性能與競爭性材料例如聚酰胺和聚對苯二甲酸乙二酯相比仍然不顯著。
近年來，已經描述了若干制備高分子量聚烯烴類的高韌度絲和膜的方法。本發(fā)明改進了美國專利4,413,110、4,663,101、5,578,374、5,736,244和5,741,451中所描述的方法和產物，所有這些參考文獻在此整體引入作為參考。其它方法已經被了解并被用于制備強度和模量極高的單絲。例如，A.V.Savitski等人在Polymer ScienceU.S.S.R.，26，No.9，2007(1984)中報導了一種強度為7.0Gpa(81.8g/d)的聚乙烯單絲的制法。在日本專利JP-A-59/216913中報導了一種模量為216Gpa(2524g/d)的單絲。但是，如纖維紡絲領域中所熟知的，制備高強度紗線的難度隨絲數的增加而增大。
本發(fā)明的一個目的在于，提供具有獨特的和新穎的微結構并且韌度非常高的高韌度、高模量聚乙烯復絲紗線。在防彈復合物中用這樣的復絲紗線來吸收射彈能量十分有效。
從下列說明書中清晰可見本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點。
發(fā)明概述本發(fā)明涉及一種制備高韌度、高模量復絲紗線的方法，包括步驟為通過多孔噴絲頭，將一種特性粘度(于135℃的萘烷中測得)約為4dl/g～40dl/g的聚乙烯和溶劑的溶液擠入錯流(cross-flow)氣流，形成流體產物；在拉伸比至少為5∶1和錯流氣流速度低于大約3m/min的條件下和小于大約25mm的長度范圍內，拉伸該流體產物(溫度高于可形成凝膠的溫度)；在由不混溶液體構成的驟冷浴中驟冷上述流體產物，形成凝膠產物；拉伸該凝膠產物；從凝膠產物中除去溶劑，形成一種基本上不含溶劑的干凝膠產物；在足以產生聚乙烯復絲紗線的總拉伸比下，拉伸該干凝膠產物，復絲紗線的特征在于韌度至少為35g/d，模量至少為1600g/d，和斷裂功至少為65J/g。
該方法還包括在伸長率大于約500min-1的條件下拉伸流體產物的步驟。
擠出步驟優(yōu)選用一種多孔噴絲頭來進行，該噴絲頭的每個噴嘴具有錐形入口區(qū)和其后的恒定截面區(qū)，其中，長度對橫向尺寸的比率高于約10∶1。此外，長度對橫向尺寸的比率可高于約25∶1。
本發(fā)明還包括一種具有大約12～大約1200絲的聚乙烯復絲紗線，其中，每根絲的纖度為約0.5～約3旦(dpf)，紗線韌度至少約為35g/d，模量至少約為1600g/d，和斷裂功至少約為65J/g。本發(fā)明復絲紗線的特征還在于，它具有高于大約60％的高應變正交結晶組分，并且單斜晶組分高于結晶含量的大約2％。在一個優(yōu)選實施方案中，紗線包含纖度為約0.7～約2dpf的約60～約480聚乙烯絲，紗線韌度約為45g/d，模量約為2200g/d，高應變正交結晶組分含量高于約60％，并且單斜晶組分高于結晶含量的約2％。
本發(fā)明還包括一種包含聚乙烯復絲紗線的復合板，紗線韌度至少約為35g/d，模量至少約為1600g/d，斷裂功至少約為65J/g，其中，紗線包含高于大約60％的高應變正交結晶組分，并且紗線的單斜晶組分高于結晶含量的約2％。
本發(fā)明還包括一種反彈道復合板，其中，采用程序NILECJ-STD-0101.01進行試驗，復合物對.38口徑子彈的比能量吸收(SEAC)至少約為300J-m2/Kg。
附圖簡述

圖1是一張用于制備本發(fā)明產物的裝置的示意圖。
圖2是本發(fā)明噴絲頭的噴嘴的截面視圖。
圖3列出了寬角x射線衍射研究的結果，其中，(a)是在-60℃和沒有載荷的條件下，商品SPECTRA1000聚乙烯紗線的002衍射峰的經向掃描曲線；和(b)是在-60℃和拉伸應變正好小于紗線斷裂應變的條件下，商品SPECTRA1000紗線的002衍射峰的經向掃描曲線。SPECTRA1000是弗吉尼亞Colonial Heights的Honeywell國際公司的商品。
圖4是一條曲線，列出了在-60℃和拉伸應變正好小于斷裂應變的條件下，經向掃描DYNEEMASK77高模量聚乙烯紗線的002衍射峰的寬角x射線衍射結果。DYNEEMASK77是荷蘭DSM HPF的商品。
圖5列出了寬角x射線衍射研究的結果，其中，(a)是在-60℃和沒有載荷的條件下，實例6的紗線的002衍射峰的經向掃描曲線；和(b)是在拉伸應變正好小于紗線斷裂應變的條件下，相同峰的經向掃描曲線。
圖6描繪了經過對商品SPECTRA SHIELD材料靶和由本發(fā)明實施例6的紗線制成的復合板靶試驗后的射彈。
發(fā)明詳述若干應用都需要載荷元件具有高的強度、模量、韌度、尺寸和水解穩(wěn)定性。例如，海用繩索和纜索，如用于把油槽船固定在裝載位置的系留繩和用于把鉆探平臺固定在水下拋錨地點的錨纜，目前是由諸如尼龍、聚酯、芳族聚酯胺(aramide)和鋼等材料制成的，這些材料都經受海水水解或浸蝕侵襲。因此，這些系留繩和錨纜是在確保安全的因素下構成的，并且要頻繁更換。大大增加的重量和頻繁更換的需要造成大量操作和經濟負擔。高韌度、高模量紗線還被用在反彈道復合物的形成、運動設施、船體和船桅、高性能軍事和航空應用、高壓容器、醫(yī)院設施和包括植入和修復裝置在內的醫(yī)用中。
本發(fā)明是一種制備高韌度、高模量紗線的改進方法。本發(fā)明中所使用的聚合物是可結晶的聚乙烯。術語“可結晶的”指的是一種因部分結晶材料而表現出x射線衍射圖形的聚合物。
因此，本發(fā)明涉及一種制備高韌度、高模量復絲紗線的方法，包括通過多孔噴絲頭，將一種聚乙烯和溶劑的溶液擠入錯流氣流，形成復絲流體產物，其中，聚乙烯的特性粘度(135℃的萘烷中測得)約為4dl/g～40dl/g。在溫度高于可形成凝膠的溫度、拉伸比至少為5∶1和錯流氣流速度低于大約3m/min的條件下，在小于大約25mm的長度范圍內拉伸上述復絲流體產物。在由不混溶液體組成的驟冷浴中驟冷上述流體產物，形成一種凝膠產物。拉伸該凝膠產物。從該凝膠產物中除去溶劑，形成一種基本上不含溶劑的干凝膠產物。拉伸該干凝膠產物，其中，總拉伸比足以制備韌度至少為35g/d，模量至少為1600g/d，和斷裂功至少為65J/g的聚乙烯產品。
術語“干凝膠”是由硅膠類似物衍生得到的，這里指的是一種固體基質，對應于液體由氣體(例如一種惰性氣體如氮氣或空氣)置換的濕凝膠的固體基質。這是在一定條件下通過干燥除去第二溶劑而形成的，使聚合物的固體網絡基本保持完整。
本發(fā)明還包括通過上述方法制備的紗線。這種紗線和薄膜具有獨特的和新穎的微結構，其特征在于高應變正交結晶組分大約占正交結晶組分的60％以上，和/或單斜晶組分大約占結晶含量的2％以上。如下列實施例中將要討論的一樣，這種紗線在反彈道復合物中用于吸收射彈的能量十分有效。應當理解，“紗線”指的是一種包含許多單絲的伸長體，單絲的截面尺寸遠遠小于其長度。還應理解的是，術語紗線并不意味著對組成紗線的單絲形狀有任何限制，或是對將單絲并入紗線內的方式作任何限制。單絲形狀可以具有幾何截面或者是不規(guī)則的，在紗線內單絲相互纏繞或平行排列。紗線可以是纏繞的或者脫離線性構型。
本發(fā)明方法所使用的聚乙烯的特性粘度(IV)(135℃的萘烷中測得)約為4～40dl/g。優(yōu)選聚乙烯的IV為12～30dl/g。
聚乙烯可通過若干商業(yè)方法如Zeigler方法來制備，并且可包含少量支鏈，例如通過引入另一種α烯烴如丙烯或1-己烯而產生的支鏈。優(yōu)選以甲基數的形式測得的每1000個碳原子的支鏈數小于約2。更優(yōu)選每1000個碳原子的支鏈數約小于1。最優(yōu)選每1000個碳原子的支鏈數約小于0.5。聚乙烯還可包含少量的促流劑、抗氧化劑和紫外穩(wěn)定劑等，它們的含量低于10wt％，并優(yōu)選低于5wt％，本發(fā)明所用的聚乙烯的溶劑在紡絲條件下應該不揮發(fā)。雖然可使用其它沸點更低的溶劑例如十氫化萘(萘烷)，但是優(yōu)選的聚乙烯溶劑是一種最初沸點超過350℃的完全飽和的白色礦物油。
現在參照圖1，它列出了用于制備本發(fā)明產品的裝置10的示意圖。聚乙烯溶液或熔融物可在任何一種合適的裝置中形成，例如加熱混合器，長加熱管，或單螺桿或雙螺桿擠出機。該裝置必須能夠在恒定濃度和溫度下將聚乙烯溶液輸送到恒定置換計量泵，然后輸送至噴絲頭。圖1列出了用于形成聚乙烯溶液的加熱混合器12。溶液中聚乙烯的濃度應至少約為5wt％。
聚乙烯溶液被輸送至擠出機14，該擠出機包含桶16，桶內有一根通過電動機20來操作的螺桿18，在控制流速下將聚合物溶液輸送至齒輪泵22。電動機24被用于驅動齒輪泵22并將聚合物溶液經噴絲頭26擠出。輸送到擠出機14和噴絲頭26的溶液的溫度應為130℃～330℃。優(yōu)選的溫度取決于溶劑以及聚乙烯的濃度和分子量。濃度和分子量越大，所使用的溫度就越高。擠出機和噴絲頭的溫度應位于相同溫度范圍內，并且優(yōu)選等于或高于溶液溫度。
現在參照圖2并繼續(xù)參照圖1，示出的是噴絲頭26的噴嘴的截面示意圖。噴絲孔28應具有錐形入口區(qū)30，然后是截面積恒定的毛細管區(qū)32，其中長/徑(L/D)比大于約10∶1，優(yōu)選大于約25∶1，最優(yōu)選大于約40∶1。毛細管直徑應為0.2～2mm，優(yōu)選為0.5～1.5mm。
聚乙烯溶液從噴絲頭26中擠出，形成復絲流體產物33，該流體產物33經過旋壓紡絲間隙(spin gap)34進入驟冷浴36，形成凝膠37。噴絲頭26和驟冷浴36之間的旋壓紡絲間隙34的尺寸必須小于約25mm，優(yōu)選小于約10mm，并最優(yōu)選旋壓紡絲間隙34約為3mm。為了得到具有最高拉伸性能的最均勻紗線，重要的是旋壓紡絲間隙34應保持恒定，并且驟冷浴36表面的擾動應最小。
旋壓紡絲間隙34中的氣體速度是在流體產物的橫向方向，可由自然對流或強制對流產生，并且必須小于約3m/min，優(yōu)選小于約1m/min。該區(qū)域中的橫向氣體速度可通過定向風速計來測定，例如由亞利桑那州Scottsdale的Shortridge Instruments公司生產的Airdata Multimeter Model ADM-860。
旋壓紡絲間隙34中流體產物的拉伸比(“噴嘴拉伸(jet draw)”)是通過第一驅動輥38的表面速度對從噴絲頭26流出的流體產物33的速度的比率來測定的。該噴嘴拉伸必須至少約為5∶1，并且優(yōu)選至少約為12∶1。
驟冷液可以是與制備聚乙烯溶液所用溶劑混溶的任何液體。優(yōu)選水或凝固點低于0℃的含水介質，例如鹽水或乙二醇水溶液。已經發(fā)現，與聚乙烯溶劑混溶的驟冷液會破壞產物性能。驟冷浴的溫度范圍應大約為-20℃～20℃。
本發(fā)明的重要方面在于噴絲孔的尺寸、拉絲模(die)與驟冷浴之間的間隙中流體產物的拉伸比、旋壓紡絲間隙的尺寸和旋壓紡絲間隙中氣體的橫向流速。這些因素對確立旋壓紡絲間隙中溶液絲的伸長速率和驟冷浴中的驟冷速率而言是最重要的。因此，這些因素決定了最后所得到的絲的微結構及其性能。
紡絲間隙中流體絲的伸長率可由下列拉絲模出口速度、噴嘴拉伸比和旋壓紡絲間隙尺寸來計算。拉絲模出口速度是噴絲孔出口處流體絲的速度。
伸長率，min-1＝噴嘴拉伸比×(噴絲板出口速度，mm/min-1)/旋壓紡絲間隙，mm旋壓紡絲間隙中流體絲的伸長率應至少約為500min-1，并優(yōu)選大于約1000min-1。
一旦凝膠脫離驟冷浴，就在室溫下最大限度地拉伸該凝膠?？稍赟ohxlet提取機中通過在三氯三氟乙烷中回流凝膠來提取紡絲溶劑。然后干燥該凝膠，并且于大約120℃～大約155℃下，至少在兩階段中熱拉伸干凝膠。
下列實施例更具體地闡明了本發(fā)明，但本發(fā)明不受這些實施例所限制。
實施例1-5對比例A-O和實施例1-5將12wt％線性聚乙烯、87.25wt％礦物油(Witco，“Kaydol”)和0.75wt％抗氧化劑(Irganox-225，)裝入由大西洋研究公司(AtlanticResearch Corporation)制造的油套雙螺旋(Helicone)混合器中。線性聚乙烯是Himont UHMW1900，其特性粘度為18dl/g，并且每1000個碳原子中的甲基支鏈小于0.2。將上述填料攪拌加熱至240℃，形成均勻的聚合物溶液。調整混合器的下出料口，首先將聚合物溶液進料至齒輪泵，然后加入到16孔噴絲頭中，噴絲頭溫度保持為250℃。每個噴絲孔的直徑為1.016mm，長徑比為100∶1。設定齒輪泵的速度，使每分鐘輸送16cm3溶液至拉絲模。
擠出的溶液絲經過旋壓紡絲間隙拉伸后，進入9-12℃的水驟冷浴中。旋壓紡絲間隙中絲的橫向空氣流速既可以是自然對流的結果，也可以通過附近的鼓風機來維持。當溶液絲進入驟冷浴時，它們被驟冷成凝膠紗線。該凝膠絲從驟冷浴中的自由轉動輥下經過，然后進入決定旋壓紡絲間隙拉伸比的從動導絲輪。
在室溫下拉伸上述脫離了水驟冷浴的凝膠紗線，并將其收集到筒模(core)上。在Sohxlet儀器中通過回流三氯三氟乙烷(TCTFE)來從凝膠紗線中提取礦物油。然后，將該凝膠紗線空氣干燥成干凝膠紗線，并在兩階段中進行熱拉伸，第一階段的溫度為120℃，第二階段的溫度為150℃。在凝膠紗線和干凝膠紗線的各個拉伸階段中，拉伸比應達到最大程度。
表1列出了若干對比例(A-O)和實施例1-5，旋壓紡絲間隙中流體絲的噴嘴拉伸比，旋壓紡絲間隙長度，旋壓紡絲間隙中的橫向空氣速度，以及旋壓紡絲間隙中的伸長率。表1還列出了固態(tài)拉伸比(等于室溫凝膠拉伸比與熱拉伸比的乘積)，總拉伸比(等于噴嘴拉伸比與固態(tài)拉伸比的乘積)，和由ASTM D2256測定的最后所得到的紗線的性能，ASTM D2256在此引入作為參考。在對比例A-O中，旋壓紡絲間隙超過25mm，噴嘴拉伸小于5.0∶1，橫向空氣速度大于1m/min，或者旋壓紡絲間隙中的伸長率低于大約5001min。同樣，在這些對比例中，既沒有一例的平均紗線韌度超過33g/d，也沒有一例的平均紗線模量超過1840g/d。
通過對比，實施例1-5中的所有上述紡絲條件都是令人滿意的。從實施例1中可見，噴嘴拉伸為6.0，旋壓紡絲間隙為6.4mm，橫向空氣速度為0.76m/min，并且旋壓紡絲間隙中的伸長率為968min-1。這些紡絲條件的結果是紗線韌度為38g/d，模量為2000g/d。
在實施例2-5中，橫向空氣速度保持為0.76m/min，旋壓紡絲間隙進一步降低至3.2mm，噴嘴拉伸(比)分別變?yōu)?.8、15、22.7和33.8。可以看出，在噴嘴拉伸為22.7時，紗線韌度增加至最大值即53g/d，紗線模量最高為2430g/d。
表I對比例 噴嘴施壓 橫向空施壓紡絲 固態(tài)總拉韌度模量或實施 拉伸紡絲 氣速度， 間隙中的 拉伸伸 g/d g/d例號 比 間隙， 伸長率，mm m/min min-1A1.1 6.40.76 19 49 54 32 1650B1.1 6.47.6 19 50 55 32 1590C1.1 76.2 0.76 1.666 73 33 1640D1.1 76.2 7.6 1.662 68 30 1410E3 6.40.76 38735 105 32 1655F3 6.47.6 38725 75 28 1560G3 38.1 0.76 64 32 96 31 1690H3 38.1 7.6 64 25 75 27 1600I3 76.2 0.76 32 30 90 33 1904J3 76.2 7.6 32 24 72 28 1560K6 6.47.6 96816 96 27 1370L6 38.1 0.76 16122 132 31 1650M6 38.1 0.76 16121 126 31 1890N6 76.2 0.76 81 18 108 27 1480O6 76.2 7.6 81 20 120 31 184016 6.40.76 96827 162 38 200029.8 3.20.76 3400 24 235 42 2150315 3.20.76 4340 30 450 47 2400422.73.20.76 6760 28 636 53 2433533.83.20.76 14,670 16 541 47 2370實施例6紗線制備和拉伸性能將8.0wt％的聚乙烯在礦物油中的淤漿加入到直徑為40mm、長徑比為43∶1的共旋轉式Berstorff雙螺桿擠出機中。聚乙烯的特性粘度為27，并且不含有可檢測出的支鏈(每1000個碳原子中甲基少于0.2)。當通過擠出機時，聚乙烯溶解在礦物油中。從擠出機流出的聚乙烯溶液經過一個齒輪泵后，進入溫度保持為320℃的60絲噴絲頭中。該噴絲頭的各個孔的直徑為1mm，長徑比為40/1。經過各個噴絲孔的體積流速為1cc/min。擠出的溶液絲經過3.2mm空氣間隙，在其中被拉伸15∶1，然后進入9℃的水驟冷浴中。旋壓紡絲間隙中絲線橫向上由自然對流產生的空氣流速為0.8m/min。當溶液絲進入驟冷浴時，它們被驟冷成凝膠絲。該凝膠絲從驟冷浴中的自由轉動輥下經過，然后進入決定旋壓紡絲間隙拉伸比的從動導絲輪。
在室溫下將上述脫離水驟冷浴的凝膠絲拉伸3.75∶1，然后在45℃下進入洗滌櫥，與三氯三氟乙烷(CFC-113)流逆流。通過該步驟，從紗線中提取礦物油并用CFC-113來進行交換。經過洗滌器時，凝膠絲被拉伸1.26∶1。
在60℃下，將包含CFC-113的凝膠通過干燥櫥。它以干燥狀態(tài)從干燥器中流出，并且被額外拉伸1.03∶1。
將干燥紗纏繞成卷并輸送到兩階段拉伸臺。在這里，干燥紗于136℃下被拉伸5∶1，于150℃下被拉伸1.5∶1。
該60絲紗線的拉伸性能(ASTM D2256)是纖度為0.9旦/絲；韌度為45g/d；模量為2190g/d；和斷裂功為78J/g。
實施例7A.高應變結晶組分通過寬角x射線衍射來分析現有技術紗線和實施例6的紗線的微結構。圖3a列出了在-60℃和沒有載荷的條件下，由Honeywell國際公司生產的商品SPECTRA1000紗線的002衍射峰的經向掃描曲線；圖3b列出了在拉伸應變正好小于紗線斷裂應變的條件下的相同峰。可以看出，002反射已經移位并分裂。較高角的峰對應于低應變結晶組分，而較低角的峰對應于高應變結晶組分。高應變結晶組分的比例是58％(通過相對峰面積測得)。
圖4列出了在-60℃和拉伸應變正好小于斷裂應變的條件下，DYNEEMASK77高模量聚乙烯紗線的002衍射峰的經向掃描曲線。可以看出，高應變結晶組分的比例正好大于50％。
圖5a列出了在-60℃和沒有載荷的條件下，實例6的紗線的002衍射峰的經向掃描曲線。圖5b列出了在拉伸應變正好小于紗線斷裂應變的條件下的相同峰。高應變結晶組分的比例是85％。其它紗線尚未顯示出如此高百分比的高應變結晶組分。B.單斜晶含量通過寬角x射線衍射，已經測量了實施例6的紗線和許多其它高模量聚乙烯紗線的單斜晶含量。結果列于表II。
表II
可以看出，實施例6的紗線的單斜晶含量比例高于其它商業(yè)上可購置的高模量聚乙烯紗線。C.反彈道性能將四股實施例6的60絲紗線合疊成240絲紗線。用這種紗線制備柔性復合板，用于與商業(yè)上可購置的SPECTRA SHIELD復合板標準物進行對比試驗，試驗它們對兩種不同射彈的彈道效力。兩種板都是由相同體積比的纖維和相同基體樹脂構成的。17格令彈片試驗采用了特定重量、硬度和尺寸的22口徑不變形鋼彈片(Mil-Spec.MIL-P46593A(ORD))。.38口徑子彈的試驗是按照試驗程序NILECJ-STD-0101.01來進行的。結構的保護能力通常引入阻止50％射彈時的沖擊速度來表示，并被指定為V50值。測量反彈道復合物效力的另一種有效措施是V50速度下射彈動能對復合物面密度(ADC)的比率。該比率被指定為復合物的比能量吸收(SEAC)。彈道射擊試驗的結果列于表III。
表III
可以看出，與其它商品標準物相比，由實施例6的紗線制備的復合物的反彈道性能顯著提高。
17格令彈片是一種硬化鋼彈。圖6是對上述靶進行試驗后的射彈相片?？梢钥闯觯粚嵤├?的紗線復合物阻止的射彈因沖擊而變形。被其它商業(yè)上的標準產品阻止的射彈沒有變形。這也表明，本發(fā)明紗線具有極佳的反彈道性能。
本領域的技術人員應容易理解本發(fā)明容許更廣泛的應用。在不違背本發(fā)明精神和范圍的條件下，除了這里所描述的實施方案外，從本發(fā)明和上述說明書清晰可見本發(fā)明的若干實施方案和修改方案，以及若干變化、修改和等效方法將顯而易見。
因此，雖然已經參照優(yōu)選實施方案詳細描述了本發(fā)明，但是應理解，這些公開內容只是本發(fā)明的闡述和示范例，并且只是被用于提供完整可行的發(fā)明公開內容。上述公開內容并不傾向于限制本發(fā)明或排斥其它任何實施方案、調整、變化、修改或等效方法，本發(fā)明只受權利要求書及其等效內容所限制。
權利要求
1.一種高韌度、高模量復絲紗線的制備方法，包括將一種特性粘度(于135℃的萘烷中測得)約為4dl/g～40dl/g的聚乙烯溶液通過多孔噴絲頭擠入錯流氣流，形成流體產物；在拉伸比至少為5∶1、伸長率大于約500min-1、溫度高于可形成凝膠的溫度和錯流氣流速度低于大約3m/min的條件下和長度小于大約25mm的范圍內，拉伸該流體產物；在由不混溶液體組成的驟冷浴中驟冷上述流體產物，形成凝膠產物；拉伸該凝膠產物；從該凝膠產物中除去溶劑，形成基本上不含溶劑的干凝膠產物；和拉伸該干凝膠產物，總拉伸比足以產生一種聚乙烯紗線，其特征在于韌度至少為35g/d，模量至少為1600g/d，和斷裂功至少為65J/g。
2.權利要求1的方法，其中，以伸長率大于約1000min-1拉伸流體產物。
3.權利要求1的方法，其中，在室溫下拉伸凝膠產物，和在溫度范圍為約120℃～約155℃的條件下，在至少兩個階段中拉伸干凝膠產物。
4.權利要求1的方法，其中，驟冷浴選自水和乙二醇-水溶液，驟冷浴溫度范圍為約-20℃～約20℃。
5.權利要求1的方法，其中，聚乙烯的每1000個碳原子中含有少于約0.5個甲基。
6.權利要求1的方法，其中，各個噴絲孔具有錐形入口區(qū)和其后的恒定截面區(qū)，其中長度/橫向尺寸比大于約10∶1。
7.權利要求1的方法，其中，各個噴絲孔具有錐形入口區(qū)和恒定截面區(qū)，其中長度/橫向尺寸比大于約25∶1。
8.權利要求1的方法，其中，聚乙烯的特性粘度為約12dl/g～約30dl/g。
9.權利要求1的方法，其中，聚乙烯溶液的溫度為約130℃～約330℃。
10.一種聚乙烯復絲紗線，其韌度至少約為35g/d，模量至少約為1600g/d，斷裂功至少約為65J/g，該紗線的特征在于具有高于大約60％的高應變正交結晶組分。
11.權利要求10的復絲紗線，其中，該紗線的模量為約1800g/d～約2500g/d。
12.權利要求10的復絲紗線，其中，該紗線的韌度為約35g/d～約60g/d。
13.一種聚乙烯復絲紗線，其韌度至少約為35g/d，模量至少約為1600g/d，斷裂功至少約為65J/g，并且該紗線的特征在于單斜晶組分大于結晶含量的約2％。
14.權利要求13的復絲紗線，其中，該紗線的模量為約1800g/d～約2500g/d。
15.權利要求13的復絲紗線，其中，該紗線的韌度為約35g/d～約60g/d。
16.一種聚乙烯復絲紗線，其韌度至少約為35g/d，模量至少約為1600g/d，斷裂功至少約為65J/g，該紗線的特征在于具有高于大約60％的高應變正交結晶組分和單斜晶組分大于結晶含量的約2％。
17.權利要求16的紗線，包含大約60聚乙烯絲，并且韌度約為45g/d，模量約為2200g/d。
18.一種包含權利要求16的聚乙烯紗線的復合板。
19.一種反彈道復合板，其中，采用NILECJ-STD-0101.01程序對.38口徑子彈進行試驗，該復合板的SEAC至少約為300J-m2/Kg。
全文摘要
聚乙烯溶液經多孔噴絲頭擠入錯流氣流，形成流體產物。在可形成凝膠的溫度下，在拉伸比至少為5∶1、錯流氣流速度小于約3m/min和長度小于約25mm的范圍內，拉伸該流體產物。在由不混溶液體組成的驟冷浴中驟冷該流體產物，形成凝膠。拉伸該凝膠。從凝膠中除去溶劑，形成干凝膠，并在至少兩階段中拉伸該干凝膠而制備聚乙烯紗線，紗線特征在于韌度至少約為35g/d，模量至少約為1600g/d，和斷裂功至少約為65J/g。該紗線的特征還在于它具有高于大約60％的高應變正交結晶組分，并且任選單斜晶組分大于結晶含量的大約2％。由這些紗線制成的復合板具有優(yōu)良的反彈道性能，例如采用NILECJ－STD－0101.01程序對。38口徑子彈進行試驗，其SEAC為300J－m
文檔編號D01D4/02GK1432077SQ01810255
公開日2003年7月23日 申請日期2001年3月27日 優(yōu)先權日2000年3月27日
發(fā)明者S·卡維斯 申請人:霍尼韋爾國際公司