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渔用合成纤维的主要特性
发布日期:2014-09-29 14:57 浏览次数:2395 保护视力色: 杏仁黄 秋叶褐 胭脂红 芥末绿 天蓝 雪青 灰 银河白(默认色)

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一、渔用合成纤维的共性

合成纤维的最大优点是耐腐和经久耐用,即具有抗霉性和抗菌性。这个特点特别适合于制作渔网具。用合成纤维制造的渔具与天然纤维相比,不需要进行防腐和定期晒干等处理,可节省劳动力和降低成本。合成纤维还具有强度大、弹性好、密度小、吸水率低(有的不吸水)、表面光滑、滤水性好等优点。用合成纤维制成的渔具的渔获率远较天然纤维渔具高。如用PA纤维制成的流刺网,渔获率比棉线网要高很多;用PE单丝捻线织成的拖网,轻而坚固,不但滤水快,渔获率高,而且网具的水阻力也远小于天然纤维网具,故可以节省能源。

但是,现有的合成纤维在渔业上应用也存在一些缺点,如纤维的伸长度大、抱合力差、网结的固定性差,必须经过拉伸热定型处理。而且,合成纤维均为高分子化合物,在自然环境中很难降解,渔民遗失和丢弃在水中的渔具和废旧网材料会污染环境。一些合成纤维如聚乙烯和聚丙烯的密度均小于水的密度,废弃在水中的绳、网等材料会较长时间漂浮在水中,过往船只的螺旋桨一旦被其缠绕,将会给船舶安全造成威胁。

二、渔用合成纤维的主要特性

(一)聚酰胺纤维(PA),俗称“锦纶”或“尼龙”。这类纤维品种较多,在我国渔业上应用的品种有PA6和PA66两种。这两种纤维的化学成份和某些性能是不同的,PA66的软化点和熔点要高于PA6,但从渔业角度上看PA6和PA66无多大区别,用它们制成渔具其机械性能是相同的,故对这两种纤维不加细分。由于PA6的生产技术较易掌握,生产与工艺流程短,生产成本较PA66低,因此近年来PA6的发展速度较快,也是我国渔业上应用最广的纤维之一。

聚酰胺纤维具有下列主要特性:

1.密度小,仅有1.14g/cm3,除PE和PP外,在其它纤维中该纤维可算是最轻者,比棉花要轻35%左右。

2.强度和耐磨性好。该纤维的断裂强度在6g/D左右,其强力丝可达9g/D,其耐磨性也较好,是一种较为理想的渔用合成纤维。但该类纤维浸水后,强度要降低10~15%,打结后强力降低10%。

3.弹性高,伸长度大,耐多次变形的性能好,因此其制品能耐受冲击载荷。但因其弹性和伸长度较大,所以网结的牢固性较差,可用水溶性树脂来固结,克服其缺点。

4.吸湿性小,该纤维的标准回湖率为4~4.5%。纤维浸水后不但不收缩,反而会伸长1~3%。干湿态下的弹性和柔软性都较好。

5.染色性好,在合成纤维中,该纤维最易染色,可用酸性染料。

6.短时间内(数小时)能耐200℃的高热,但在长时间受热后,其强度会降低。

耐光性差是这类纤维的最大缺点。在合成纤维中该类纤维比较不耐日晒,在阳光下暴晒过久,纤维会变质,强度会降低。试验表明,阳光中的紫外线对该种纤维捻线的强力破坏力比单丝更为明显。

(二)聚脂纤维(PES)俗称“涤纶”。这是一种较为新颖的合成纤维,也是合成纤维中发展较快的品种之一。

聚脂纤维具有下列主要特性:

1.密度较大,为1.38g/cm3。制成的网材料在水中有较快的沉降性,适宜制作要求有较快沉降速度的渔具,如围网。

2.强度较高,该纤维的强度略高PA纤维,且浸水后强度不发生变化,具有良好的冲击性能和耐磨性。

3.弹性较好,伸长率较小,纤维表面光滑,水阻力小,脱水快。

4.耐热性和耐光性良好,阳光对其强度影响较小。

5.吸湿性小,标准回潮率仅为0.4%。纤维浸水后不收缩和不伸长,湿态下网结不易滑动。故制成渔具后能保持渔具尺寸的稳定性。

6.耐酸性强,纤维强度不受单宁和煤焦油的破坏。

7.染色性差,高温下纤维会收缩。

(三)聚乙烯纤维(PE),俗称“乙纶”。聚乙烯和聚丙烯同属于聚烯烃一类纤维。聚乙烯分为高压、中压和低压三种。渔业上所应用的是低压聚乙烯。把聚乙烯纺成直径在0.18~0.24毫米的单丝,编织成有结网片和无结经编网片、绞捻网片,用于制作各种捕捞渔具和养殖网箱。近几年,少数国家(包括我国)研制出了一种超高分子量聚乙烯复丝纤维,又称“UHMWPE”纤维,该种纤维的强度是普通聚乙烯纤维的4~6倍,甚至更高,渔用性能亦很好,但其价格十分昂贵,目前仅在我国的一些远洋大型拖网上应用。

聚乙烯纤维具有下列主要特性:

1.密度小,其密度为0.96g/cm3。在渔用合成纤维密度中仅比聚丙烯(PP)略高。用聚乙烯纤维制造的渔具在水中有浮性。

2.断裂强度较高,该纤维的断裂强度在5~8g/D左右,湿态下强度不变。

3.吸湿性小,标准回潮率小于0.01%,在相对湿度95%环境下的回潮率也仅为0.1%。

4.耐磨性好,耐光性较差,用紫外线照射,强度会明显下降,在原料中添加UV剂可克服其缺点。

5.纤维一般制成单丝,有一定柔挺性,单丝不需作特殊处理即可捻线、织网和制绳。

6.纤维表面光滑,制成的渔具滤水性好,水阻力小。

7.耐低温而不耐高温,纤维在115~125℃时软化,125~140℃时熔化。100℃时纤维约收缩5~10%,强度损失60%,故纤维的使用温度不能超过80℃。

8.耐酸碱性良好,在强酸碱中纤维强度几乎不降低。

(四)聚丙烯纤维(PP),俗称“丙纶”。聚丙烯是一种新型的合成纤维。聚丙烯纤维的强度比聚酰胺低,但高于聚乙烯,是我国渔用合成纤维中比重最轻的一种材料。其缺点是耐磨性和抗光性较差。

1.密度小,仅为0.92g/cm3,是棉花的3/5。在水中有浮性。

2.强度高,一股断裂强度可达5~8.5g/D,最高可达13g/D。

3.吸湿性,标准回潮率为0.1%。

4.耐酸碱性良好。

5.耐光性和染色性较差,在0℃以下呈脆性,其熔点为170℃,高于聚乙烯,低于聚酰胺。

(五)聚乙烯醇纤维(PVA),俗称“维纶”。PVA纤维多呈短纤维,长度约为10cm,与棉花很相似,用PVA纤维捻成的网线和绳索表面有茸毛,打成网结后不易松动和滑节。

聚乙烯醇纤维具有以下特点:

1.密度在1.21~1.30 g/cm3之间。

2.强度为3~6g/D,最高可达6~8g/D,湿态下强度要降低15~20%,伸长率增加20~40%,打结后强度将损失40%以上。

3.吸湿性比其它合成纤维都大,其标准回潮率为5%,完全浸水后吸水量可达30%。

4.耐光性能良好,在日光下长期曝晒,强度几乎不降低。

5.耐磨性好,纤维较柔软,易染色。

6.热缩性和缩水性都较大,热处理时要收缩9%左右,煤焦油浸染时收缩4%左右,下水后还要收缩2%,总共要收缩15%左右。因此用PVA纤维制作渔具或其它网具时,要充分考虑它的这一特性。

7.耐热性差。耐热性(连续)一般在60℃左右。单宁染料这类纤维有破坏作用,进行油染或染色时温度不宜超过50℃。

(六)聚氯乙烯纤维(PVC),俗称“氯纶”。该种纤维早在1913年就被纺制出来,也是在世界渔业中被最早应用的一种合成纤维。

聚氯乙烯纤维具有以下主要特性:

1.密度为1.35~1.7 g/cm3,与聚脂纤维差不多。

2.强度在合成纤维中最低,打结后强度降低很大,故不适宜织网,一般用来制作绳索和钓线。

3.耐酸、碱和各种溶剂的能力特强、耐光性和难燃性好。

4.纤维表面光滑而有光泽,不吸水。

5.耐热性差,在70~75℃时即开始收缩,在开水中的收缩率高达50%。

(七)聚偏二氯乙烯纤维(PVD)俗称“偏氯纶”。

聚偏二氯乙烯纤维具有以下特性:

1.在七种渔用合成纤维中其密度最大达1.7g/cm3。

2.耐腐性和难燃性良好。

3.吸湿性极小、脱水快。

4.有良好的柔软性和染色性。

5.耐光性差,长时间放在高温下会引起化学变化。

上述后三类合成纤维(PVA、PVC、PVD)在世界渔业中不像前四类那样广泛应用,主要在日本使用较多。我国仅在紫菜养殖网中使用PVA纤维外,后两类纤维也不使用。

主要渔用合成纤维的性能见表1—1。

表1—1  主要渔用合成纤维的性能

纤维性能

纤  维  种  类

PA 66

PA6

PES①

PE ②

PP

PVC③

(Saran)

PVD

PVA④

密度(克/厘米3)

1.14

1.14

1.38

0.96

0.91

1.35-1.38

1.70

1.30

1.5

软化点(℃)

220-235

170-180

2.10-250

115-125

140-165

70-80

115-160

200

熔点(℃)

245-250

215-218

250-266

125-140

160-175

180-190

170-175

220-230

用于渔网的纤维形式

长丝

×

×

×

(×)

×

×

(×)

×

短纤维

×

×

(×)

―

×

×

×

单丝

×

×

(×)

×

(×)

×

(×)

裂膜纤维

(×)

×

断裂强度

很高

很高

很高⑤

低,似棉

中等

湿断裂强度相当于断裂强度的%⑧

58-95⑤

85-95⑤

100

110

100

100

100

77

115

续表1—1  主要渔用合成纤维的性能

纤维性能

纤  维  种  类

PA 66

PA6

PES①

PE ②

PP

PVC③

(Saran)

PVD

PVA④

在100℃水中缩水率%

10

12

8

5-10

3

40或更多

3

2

 

相对湿度为65%时的回潮率%

4

4

0.4

0

0

0.3

0.4

5

8.5

水中重量相当于空气中干重的%

12

12

28

0有浮性

0有浮性

26-28

41

23

33

湿态下伸长率

介于PA与PES之间

同棉

 

同棉

耐侯性(未经染色处理)

中等

中等

中等

低到

中等

很高

中等

注:×——是; (×)——可能,但不常用; ——否; ① 聚酯;种类有涤纶、达克隆、杜纶、泰加尔、泰托隆、特来维拉; ② 聚乙烯:高密度型,低压聚合; ③ 聚氯乙烯:罗维尔、泰维隆(未经处理);④ 聚乙烯醇:可乐隆、维尼隆(用甲醛处理过); ⑤ 呈长丝形;⑥ 仅指网线,并非指单纤维。

 

三、常用合成纤维的鉴别、判断

无论是绳网生产企业,还是在商业流通过程中,常会遇到化学纤维的鉴别问题。

鉴别纤维就是依据纤维自身的特性,借助必要的手段和仪器设备进行有关试验,将试验结果与已知纤维的某些特征进行对照,即可完成鉴别。

合成纤维常用的鉴别方法有外观法、浸水法、燃烧法、溶解法、熔点法和红外光谱法等6种,现分别简单介绍如下。

(一)外观法:主要根据纤维的外观和形态进行判别,如单丝的外表面有一些细小的毛丝,则可判断为聚丙烯(PP)单丝,因为聚乙烯(PE)、聚酰胺(PA)和聚酯(PES)单丝的表面光滑不会产生细毛丝。如果是裂膜纤维则可判别为聚丙烯(PP),因为,其它材料没有裂膜纤维形态。网线和绳索的外表毛絮状较多,则可判别为聚乙烯醇纤维(PVA)。

(二)浸水法:渔用合成纤维中,只有聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)的比重小于1,其它纤维的比重均大于1,可以此观察在水中是否沉浮来判断属于哪一类纤维。具体操作:取一段被试验纤维,打一个半结或不打结,取一个盛满清水的玻璃杯或其它盛了水的容器,把试样摁到杯底,将试样中的气泡在水中挤掉,然后松手,如果试样上浮,则可判别其为聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP),试样沉底则可判别为其它纤维。

(三)燃烧法:燃烧试验是根据试样接近火焰、在火焰中和离开火焰时的燃烧现象,所产生的气味(烟)和残渣的色泽、形状等作为判别的依据。试验用设备,酒精灯1盏、镊子钳2把。常用渔用合成纤维的燃烧特征见表1—2。

 

表1-2  常用渔用合成纤维的燃烧特征

试验方法

纤    维    类    别

PA66和PA6

PES

PE

PP

PVC

PVD

(Saran)

PVA(A)

在火焰中

熔化后燃烧,带有火焰、白烟、黄色溶滴,溶化滴下

熔化并燃烧,带有火焰、煤烟,黑烟熔化滴下

卷缩、卷曲、熔化、燃烧带有火焰、熔化滴下

卷缩、熔化并燃烧,带有火焰、熔化滴下

迅速卷缩并熔化,不燃烧,黑烟,熔化成为碎裂黑物质

熔化燃烧,带有火焰

卷缩、卷曲、燃烧迅速,带有火焰

离开火焰后

熔滴落下则燃烧停止。试样一端有小珠,热的熔珠可拉成长丝

熔滴落下则燃烧停止。试样一端留有小珠,热的熔珠可以拉成细丝

继续迅速粼粼,热熔物质不能拉长

继续慢慢燃烧,热溶物质可拉成细丝

热溶物质不能拉长

燃烧立即停止,热熔物质可拉成细丝

继续迅速燃烧,热熔物质不能拉长

火烬

硬、圆、黄溶珠,不能碾碎

硬、黑熔珠,不易碾碎

无熔珠,似石蜡,可碾碎

硬、圆、棕至黑色,不可碾碎

硬、黑,易碎,不规则,无熔珠

黑色,不规则生成物,无溶珠,易碾碎

硬、棕至黑色,不规则,不易碾碎

烟味

芹菜味,鱼臭气,微弱似吡啶

油状的煤烟味微弱,甜味,似封蜡、芳香

似燃烧的石蜡

似燃烧的沥青,似蜡或石蜡

刺鼻、甜,甜酸味

刺鼻,辛辣味

刺鼻,甜味氯气味

 

表1-2中列出了几种渔用合成纤维的燃烧特性,供鉴别时参考,为了更准确地鉴别,有时还要将燃烧特性与其它试验(如溶解试验、熔点试验等)结果综合起来进行判断。

(四)溶解法:利用各种合成纤维与有关化学溶剂反应时的不同结果进行判断。溶解试验所选用的溶剂如表1—3中所列。通常情况下,选用一种溶剂即可。

表1—3  溶解试验鉴定合成纤维

试    剂

纤  维  种  类

PA 66

PA6

PES

PE

PP

PVC

(Saran)

PVD

PVA

(a) 盐酸HCl(37%)室温下30min

+

+

O

O

O

O

O

+

(b) 核酸H2SO4(97-98%)室温下30min

+

+

+

O

O

O

(+)

+

(c) 二甲替甲酰胺HCON(CH3)2①煮沸5min

O

+

+

 O②

 O②

 +③

+

O

(d) 蚁甲酸HCOOH(96-100%)室温下30min

+

+

O

O

O

O

O

+

(e) 冰醋酸CH3COOH煮沸5min

+

+

O

O

O

O

O

O

(f) 二甲苯C6H4(CH3)2煮沸5min(不可近火)

O

O

O

+

+

 O②

+

O

(g) 吡啶室温下30min

O

O

O

O

O

+

(+)

O

注:+ ——溶解;O——不溶解;(+)——仅在煮沸时溶解,但室温下不溶解;①二甲替甲酰胺在光线下,甚至储藏在褐色并里也会分解,必须储藏在避光和适当的冷处;② 破坏、但不溶解;③在室温下完全溶解。

大多数纤维通过溶解试验便可加以区分,但PE纤维和PP纤维不能区分,最可靠的鉴别方法是熔点试验和红外光谱试验。

(五)溶点法:热塑性塑料溶点是有明显区别的,从可靠性来讲,用溶点试验来鉴别纤维种类是一种好的方法。但由于试验要在合适的溶点试验设备上进行,且这种设备比较复杂,故一般较少采用。

(六)红外光谱法:红外光谱法是利用高分子化合物在吸收红外光谱时的不同反应,来鉴别各种不同的合成纤维。开展这种试验需有一台红外吸收光谱仪。将所测试的纤维用溶剂溶解后浇注成薄膜形式,这样可获得满意的光谱图。


 
信息来源:威海新闻网    点击数:2394    发布时间:2014-09-29 14:57



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