Article
  • The Effect of Processing Parameters on the Mechanical Properties of High Performance PE Fiber in Gel Spinning Process: Ⅱ. Spinning Temperature, Drawing Temperature, and Mol. Wt. of PE
  • Choe CR, Lee KH, Kim K
  • 겔 방사에 있어 PE 섬유의 물성에 미치는 가공 변수의 영향: II. 방사온도, 연신온도 및 PE의 분자량
  • 최철림, 이광희, 김경현
Abstract
The effect of processing parameters such as spinning temperature, drawing temperature and mol. wt. of PE was investigated in semi-continuous gel spinning device. Ultra- high mol. wt. PE solution in paraffin oil with the concentration of 5 wt % was spun through conical die and then Xerogel fibers were obtained by extraction of paraffin oil in n-hexane and drying in vacuum oven. These as-spun Xerogel fibers were drawn in hot oven at various temperatures. It was observed that the spinning temperature did not significantly affect the properties of PE fibers in the temperature range between 180℃ and 230℃. The drawability of Xerogel fiber was dependent on the drawing temperature and maximum draw ratio was observed at the drawing temperature of 120℃. In the case of drawing temperature below 135℃, tensile strength and Young''s modulus were lineary increased with draw ratio without dependency of drawing temperature. So we could obtain the fiber with the maximized physical at the drawing temperature of 120℃, at which the highest maximum draw ratio of Xerogel fiber was observed. And tensile strength and Young''s modulus increased with increasing the molecular weight of PE. With Hizex Million 340M, we could obtain high performance PE fiber with tensil strength of 3.2 GPa, Young''s modulus of 105GPa, and diameter of 30μm.

반연속적 겔 방사공정으로 고강력 PE 섬유를 제조할 때, 섬유의 물성에 영향을 미치는 가공 변수들 중 방사온도, 연산온도 및 PE 분자량의 영향에 대해 고찰하였다. 5wt% 농도를 갖는 초 고분자량 PE 용액을 원추형 다이를 통하여 방사한 후, 추출 및 건조 과정을 거쳐 Xerogel 섬유를 제조하고 오븐 속에서 초연신 시켰다. 방사온도가 180℃에서 230℃의 영역에서는 방사온도에 따라 PE 섬유의 물성이 크게 변하지 않았으며, 연신온도를 120℃로 균일하게 하였을 때 Xerogel 섬유를 최대로 연신시킬 수 있었다. 연신온도가 135℃이하인 경우에는 섬유의 인장강도와 탄성율이 연신온도에 커다란 상관없이 연신비에 따라 직선적으로 증가하였기 때문에 연신온도를 120℃로 하였을 때 물성이 가장 우수한 섬유를 제조할 수 있었다. 또한 섬유의 인장강도와 탄성율은 사용한 PE의 분자량이 커질수록 현저하게 향상되어 Hizex Million 340M을 사용하였을 경우에는 인장강도 3.2GPa, 탄성율 105Gpa, 직경이 30μm되는 PE 섬유를 제조할 수 있었다.

References
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  • Polymer(Korea) 폴리머
  • Frequency : Bimonthly(odd)
    ISSN 0379-153X(Print)
    ISSN 2234-8077(Online)
    Abbr. Polym. Korea
  • 2023 Impact Factor : 0.4
  • Indexed in SCIE

This Article

  • 1990; 14(1): 76-81

    Published online Feb 25, 1990