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研究生:江宏斌
研究生(外文):Hung-Bin Jiang
論文名稱:紡絲成型溫度對超高分子量聚乙烯凝膠纖維延伸機理之探討
論文名稱(外文):Drawing Properties of Ultrahigh Molecular Weight Polyethylene Fiber Prepared at Varying Formation Temperatures
指導教授:葉正濤
指導教授(外文):Jen-Taut Yeh
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣科技大學
系所名稱:纖維及高分子工程系
學門:工程學門
學類:紡織工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:66
中文關鍵詞:成型溫度超高分子量聚乙烯延伸機理最適化可延伸比第二段延伸溫度
外文關鍵詞:Formation TemperaturesUltrahigh Molecular Weight PolyethyleneDrawing Propertiesoptimum achievable draw ratiothe second extended temperature
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本研究主要以超高分子量聚乙烯 (UHMWPE) 摻混低分子量聚乙烯(LMWPE) 經不同冷卻成型溫度(Tcool)製備凝膠初絲樣品對延伸機理來探討。隨著冷卻成型溫度降低至約10℃之最適化冷卻成型溫度(Topcool)時,凝膠初絲UL10℃樣品之可延伸比(Dra)達到最大值。當冷卻成型溫度下降時,初絲樣品之結晶度、熔點及雙折射率均明顯且持續隨之下降且其橫截面型態產生明顯的變化。有趣的是,UL10℃樣品經兩段變溫延伸所得之可延伸比與其第一段延伸倍率 (D1r)與第二段延伸溫度 (Tsec) 有明顯關聯。UL10℃樣品經最適化D1r 數值與最適化 Tsec 兩段變溫延伸所得之最適化可延伸比(Draop)數值已比經95℃一段最適化恆溫延伸所得之延伸比高約25 %(161 vs 126),抗張強力數值可達約130g/d。上述這些有趣的現象,可經由初絲樣品之表面與內部型態、熱學性質、雙折射率與力學性質來作探討。

The research investigated the influence of formation temperature on the spinning and extensible properties of the UHMWPE/LMWPE gel fibers. At the first we discussed when the formation temperature about 10℃ the achievable draw ratio approached the maximum. When formation temperature cool down the birefringence, crystallinity, thermal and tensile properties of the as-spun fiber sample were changed. It is interesting the achievable draw ratio of the sample by two section different temperature extended and the first draw ratio (D1r)and the second extended temperature (Tsec)were correlate in the optimum formation temperature. The optimum sample UL10℃ by the optimum D1r and Tsec to got the optimum achievable draw ratio(Draop)was higher about 25﹪than first extended in the same temperature 95℃(161 vs 126)and the tensile data about 130g/d.We can discussed those interesting state by the birefringence, crystallinity, thermal and tensile properties.

中文摘要....................................................I
英文摘要...................................................II
誌謝......................................................III
目錄.......................................................IV
圖表索引...................................................VI
一、前言 ...................................................1
二、文獻回顧................................................5
2.1高分子凝膠...............................................5
2.1.1高分子凝膠的特性.......................................5
2.1.2分子量對凝膠樣品的影響................................11
2.1.3高分子凝膠樣品結晶及熱學性質..........................11
2.2高分子摻混分類及樣品的延伸性質..........................16
2.3超高強力聚乙烯纖維的發展與製備技術....................23
2.4纖維的截面型態........................................25
三、實驗...................................................27
3.1原料與樣品製備 .........................................27
3.2凝膠纖維延伸性能之測定................................30
3.3凝膠纖維分子順向度檢測................................32
3.4凝膠纖維之抗張強力與模數..............................33
3.5凝膠纖維熱學性質分析..................................34
3.6凝膠纖維截面型態觀測..................................35
四、結果與討論
4.1不同冷卻溫度成型UHMWPE/LMWPE凝膠纖維初絲之熔點、結晶度、型態及雙折射率性質...........................................36
4.2不同冷卻溫度成型UHMWPE/LMWPE凝膠纖維初絲一段恆溫延伸性.........................................................43
4.3.1 UL10℃凝膠初絲兩段變溫延伸性質......................46
4.3.2 經一段恆溫與兩段變溫延伸UL10℃樣品之雙折射率性質.....50
4.4 經一段恆溫延伸與兩段變溫延伸UL10℃樣品之抗張性能.......55
五、結論...................................................60
六、參考文獻...............................................62
作者簡介...................................................66
圖表索引
圖表索引...................................................VI
圖 2-1 高分子網狀構造區分為:(a) 纏結點式(covalent cross links),(b) 雙分子鏈連結區(two chain junctions),(c) 多分子鏈連結區(multiple chain junctions)。(參考文獻24)................8
圖 2-2 UHMWPE擬凝膠(pseudo-gel)構造示意圖。(參考文獻24).....7
圖 2-3 UHMWPE高分子鏈(粗線)與鄰近分子鏈(細線)纏結及無法纏結之分子鏈(虛線)於各種結晶內分子鏈之形態(topological):(a) 熔融結晶,(b) 半稀薄溶液結晶,(c) 稀薄溶液結晶。(參考文獻26)........................................................10
圖 2-4三種不同結晶型態的線性聚乙烯(LPE)摻混樣品,其中:(a)軸狀(axialite)結晶,(b)非環狀球晶(non-banded spherulites)及(c)環狀球晶(banded spherulites)。(參考文獻34)..........14
圖 2-5 UHMWPE 與 LMWPE 於100/0、91/9、67/33及50/50 4種組成之結晶度對延伸比 l 作圖。(參考文獻39)..........................17
圖 2-6折疊平面晶塊的變形機理(a)未變形規則折疊平面構造晶塊,(b)為(a)之大量滑動變形圖,(c)未變形不規則折疊平面構造晶塊,(d)為(c)之大量滑動變形圖。(參考文獻42)...........18
圖 2-7 不同摻混組成樣品之裂痕開口位移(COD)對時間作圖:δ, 3 Mpa ; 預切口深度; 3.5mm 35℃; 初始裂痕發生在COD @ 75 mm。(參考文獻45)...................................................19
圖 2-8緩慢裂痕成長區域之破壞表面:(a)0﹪、(b)1﹪、(c)3﹪及(d)6﹪。 (參考文獻45)..................................21
圖 2-9緩慢裂痕破壞過程:(a)荷重前、(b)初始裂痕前、(c)初始裂痕後、(d)完全破壞後。 (參考文獻 45)..................22
圖 2-10 (a)不適當紡浴條件;(b)適當紡浴條件所得固化纖維截面(參考文獻52)...................................................26
圖 3-1凝膠紡絲機構圖.......................................29
圖 3-2凝膠纖維樣品之熱延伸裝置.............................31
圖4-1不同冷卻溫度成型UHMWPE/LMWPE凝膠纖維初絲DSC熱分析圖.........................................................39
圖4-2 (a)UL0℃、(b)UL5℃、(c)UL10℃、(d)UL15℃、(e)UL20℃及(f)UL60℃凝膠纖維初絲截面SEM照片。(照片底部為初絲與羅拉牽伸接觸面).............................................40
圖4-3 (a)UL0℃、(b)UL5℃、(c)UL10℃、(d)UL15℃、(e)UL20℃及(f)UL60℃凝膠纖維初絲截面之SEM照片。.............41
圖4-4不同延伸比(◇)UL0℃、(○)UL10℃、(×)UL20℃及(+)UL60℃纖維樣品雙折射率性質.................................42
圖4-5不同冷卻溫度成型UHMWPE/LMWPE凝膠纖維經95℃延伸之可延伸比.........................................................45
圖4-6 UL10℃初絲樣品經95℃一段恆溫延伸 (○) 及95℃一段恆溫延伸 10 (□)、20 (◇)、40 (△)、80 (╳) 和100倍(+),再經二段變溫延伸所得之可延伸比。...........................................47
圖4-7 UL10℃凝膠初絲樣品經95℃一段恆溫延伸不同D1r延伸倍率之最適化Tsec 數值。..............................................48
圖4-8 UL10℃ 初絲樣品經最適化Tsec兩段變溫延伸所得可延伸比..49
圖4-9UL10℃凝膠纖維樣品經95℃一段恆溫 (◇) 與兩段變溫延伸 (先經95℃延伸10倍,再經105℃ (□)、115℃ (△)或125℃(○) Tsec 溫度)不同倍率後之雙折射率數值...................................51
圖4-10 UL10℃凝膠纖維樣品經95℃一段恆溫 (◇) 與兩段變溫延伸 (先經95℃延伸40倍,再經105℃ (□)、115℃(△)或125℃(○) 之Tsec 溫度)不同倍率後之雙折射率數..................................52
圖4-11 UL10℃凝膠纖維樣品經95℃一段恆溫 (◇) 與兩段變溫延伸 (先經95℃延伸80倍,再經105℃ (□)、115℃ (△)或125℃(○) 之 Tsec 溫度)不同倍率後之雙折射率數值..............................53
圖4-12 UL10℃凝膠纖維樣品經95℃一段恆溫 (◇) 與兩段變溫 (先經95℃延伸10 (□)、40 (△) 或80 (○)倍後,再分別經其最適化Tsec溫度) 延伸不同倍率之雙折射率數值.............................54
圖4-13 UL10℃樣品經95℃一段恆溫 (◇) 與兩段變溫 (先經95℃ 延伸10 (□)、40 (△) 、50 (╳)或80 (○)倍後,再分別經其最適化Tsec溫度) 延伸不同倍率之抗張強力.................................56
圖4-14 UL10℃樣品經95℃一段恆溫 (◇) 與兩段變溫 (先經95℃ 延伸10 (□)、40 (△) 、50 (╳)或80 (○)倍後,再分別經其最適化Tsec溫度) 延伸不同倍率之模數.....................................57
圖4-15 UL10℃樣品經95℃一段恆溫 (+)與兩段變溫延伸(D1r/Tsec分別為 10/105℃ (□)、10/115℃ (□)、10/125℃ (□)、40/105℃ (◇)、40/115℃ (◇)、40/125℃ (◇)、50/105℃ (△)、50/115℃ (△)、50/125℃ (△)、80/105℃ (○)、80/115℃ (○) 和80/125℃ (○) 不同倍率之抗張強力.............................................58
圖4-16 UL10℃樣品經95℃一段恆溫 (+)與兩段變溫延伸(D1r/Tsec分別為 10/105℃ (□)、10/115℃ (□)、10/125℃ (□)、40/105℃ (◇)、40/115℃ (◇)、40/125℃ (◇)、50/105℃ (△)、50/115℃ (△)、50/125℃ (△)、80/105℃ (○)、80/115℃ (○) 和80/125℃ (○) 不同倍率之模數.................................................59
表2.1 不同組成樣品之裂痕成長速率及破壞時間。(參考文獻 45)
...........................................................20
表3-1 不同冷卻溫度成型凝膠初絲樣品代號.....................28
表4.1不同冷卻溫度成型UHMWPE/LMWPE凝膠纖維初絲之結晶度及熔點.........................................................38

1. P. Smith, P. J. Lemstra, J. Mater. Sci., 15, 505 (1980).
2. P. Smith, P. J. Lemstra and H. C. Booij, J. Mater. Sci., 19, 877 (1981).
3. J. Smook, A. J. Pennings, J. Mater. Sci., 19, 31 (1984).
4. P. Smith, P. J. Lemstra, J. P. L. Pippers and, A. M. Kiel, Coll. Polym. Sci., 258, 1070 (1981).
5. J. Bore, H. J. Vanden Berg and A. J. Pennings, Polymer, 25, 513 (1984).
6. M. Matsuo and R. St. J. Manley, Macromolecules, 15, 985 (1982).
7. T. Kanamoto, A. Tsuruta, K. tanaka, T. Takeda and R. S. Porter, Polym. J., 15, 327 (1983).
8. K. Furuhata, T. Yokokawa and K. Miyasaka, J. Polym. Sci., Polym. Phys. Ed., 22, 133 (1984).
9. A. Zhang, K. Chen, H. Zhao and Z. Wu, J. Appl. Polym. Sci., 38, 1369 (1989).
10. K. Chen, A. Zhang, P. Lu and Z. Wu, J. Appl. Polym. Sci., 38, 1377 (1989).
11. X. Wang. S. Li and R. Salovey, J. Appl. Polym. Sci., 35, 2165 (1988).
12. A. E. Zacharrriades and R. S. Porter, Ed., "The Strength and Stiffness of Polymer", Marcel Dekker, Inc., New Tork (1983).
13. N. Nakajima, J. Ibata, Japan Patents 57177035, 57177036, 57177037 (1983).
14. C. Sawatari, and M. Matsuo, Polymer, 30, 1603 (1989).
15. I. Simeonov, Z. Nikolova, P. Komitov, K. Naidenova, Bulgarian Patent 31868 (1982).
16. M. Mihailov and L. Minkova, Coll. & Polym.Sci., 265, 681 (1987).
17. Y. L. Huang and N. Brown, Polymer, 33, 2989 (1992).
18. J. T. Yeh, Y. L. Lin and C. C. Fan-Chiang, Macromol. Chem. Phys., 197, 3531 (1996).
19. J. T. Yeh and H. C. Wu, Polym. J., 30, 1 (1998).
20. J. T. Yeh and S. S. Chang, J. Appl. Polym. Sci., 70, 149 (1998).
21. J. T. Yeh and S. S. Chang, J. Mater. Sci., 35, 3227 (2000).
22. J. T. Yeh and S. S. Chang, J. Appl. Polym. Sci., accepted for publication. (2000)
23. J. T. Yeh and S. S. Chang, J. Appl. Polym. Sci., paper in preparation.
24.D. DeRossi, K. Kajiwara, Y. Osada and A. Yamauchi, “Polymer Gels” N Y., 23(1990).
25.B. Chung and A.E. Zachariades, “Reversible Polymeric Gels and Related System”, N Y., 22(1986).
26.P. J. Lemstra and R.Kirschbaum, Polymer, 26, 1372(1985).
27.W. W. Graessley and S. F. Edwards, Polymer, 22, 1329(1981).
28.W. W. Graessley, Adv. Polym. Sci., 16, 4(1974).
29.李亞濱, 合成纖維工業, 15, 38(1992).
30.P. Smith, P.J.Lemstra and H.C.Booy, J. Polym. Sci., Polym. Phys. Ed., 19, 877(1981).
31.W.W. Graessley, Polymer, 21, 258(1980).
32.T. Ogita, C. Sawatari and M.Matsuo, Polym. J., 23, 871(1991).
33.M. B. Rhodes and R. S. Stein, J. Polym. Sci., A-2, 7, 1538(1969).
34.J. M. Lopez and U. W. Gedde, Polymer, 29, 1037(1988).
35.J. M. Lopez, M. T. C. Brana, B. Terselius and U. W. Gedde, Polymer, 29, 1045(1988).
36.B. Banks, J. N. Hay, A. Sharpless and G. Thomson, Nature, 194, 542(1962).
37.J. D. Hoffman, L. J. Frolen, G. S. Ross and J. I. Lauritzen Jr, J. Res. Natl. Bur. Stand. (A) 79A, 671(1977).
38.M. Matsuo and R. S. J. Manley, Macromolecules, 16, 1500(1983).
39.C. Sawatari, and M. Matsuo, Polymer, 30, 1603(1989).
40.O. Yoda and I. Kuriyama, J. Polym. Sci., Polym. Phys. Ed., 15, 773(1977).
41.A. Kaito, K. Nakayama and H. Kanetsuna, J. Appl. Polym. Sci., 28, 1207(1983).
42.N. S. J. A. Gerrits and Y. Tervoort, J. Mater. Sci. 27(1992)1385.
43.N. A. J. M. Van Aerle and A. W. M. Braam, J. Mater. Sci. 23 (1988)4429.
44.D. Darras, R. Sequela and F. Rietsch, J. Polym. Sci., Polym. Phys. Ed. 30, 349(1992).
45.Y. L. Huang and N. Brown, Polymer, 33, 2989(1992).
46.Zwijnegurg and A. J. Pennings, Colloid Polym Sci 254:868,(1976).
47.丁亦平, 井口正俊, 三橋重信, (日) 通商產業省工業技術研究院、纖維高分子材料研究所研究報告,(1984).
48.Proter R. S. Polym. Eng. Sci., 16, 200(1979).
49.M. M. Zwuck, Amer. Chem. Soc. Polym. Preprint, 7, 184(1966).
50.M. M. Zwuck, Appl. Polym. Symp, 6, 109(1967).
51.P. Smith, J. Smook, A. J. Pennings, Polym. Bull., 1, 773(1979).
52.Eiichi Sasakawa, K-II Business Development Department, Kuraray Co., Ltd., A New Synthetic Fiber, KURALON K-II: Its Charcteristics and New Applications, SEN,I GAKKAISHI Vol. 54, No.1 (1998).
53. B. Wunderlich, Macromolecule Physics, Vol. 1, Academic Press, New York, p.338 (1973).
54.T. Ohta, I. Polym. Eng. Sci.; 23, 697 (1983)
55.W. Hoogsteen, G. ten brinke, and A. J. Penning, Collid Poly. Sci., 266, 1003 (1988).

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