On the Role of a Solvent in Producing High-Strength Fibers From Ultra-High Molecular Weight Polyethylene by the Gel-Technology Method

Abstract

В настоящей статье представлены основные результаты научных исследований о влиянии растворителя на строение и механические свойства волокон сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ) в процессе их гель-формования и ориентационного вытягивания, выполненные в рамках подготовки кандидатской диссертации А.В. Соколовым по указанной теме. Основное внимание уделено влиянию остаточного растворителя в волокнах СВМПЭ на их строение и свойства, а также влиянию термоокислительной деструкции растворителя и самого СВМПЭ на стабильность формования волокон и их свойства. Предложены методы фильтрации и регенерации растворителя, внедренные на технологической установке ВНИИСВ. Весь комплекс проведенных исследований позволил стабильно получать волокна СВМПЭ с прочностью 3.9±0.3 ГПа и модулем упругости 150±10 ГПа, что выше мирового уровня. This article presents the main results of scientific research on the effect of a solvent on the structure and mechanical properties of ultra-high molecular weight polyethylene (UHMWPE) fibers in the process of their gel-spinning and orientational stretching, carried out as part of the preparation of A.V. Sokolov on this topic. The main attention is paid to the influence of the residual solvent in UHMWPE fibers on their structure and properties, as well as the influence of the thermal-oxidative degradation of the solvent and UHMWPE itself on the stability of fiber spinning and their properties. Solvent filtration and regeneration methods introduced at the VNIISV process plant are proposed. The whole complex of researches carried out made it possible to consistently obtain UHMWPE fibers with a strength of 3.9±0.3 GPa and an elastic modulus of 150±10 GPa, which is higher than the world level.