纤维绳索测试方法及对比分析【文献综述】

文献综述

海洋渔业科学与技术

纤维绳索测试方法及对比分析

合成纤维是将人工合成的、具有适宜分子量并具有可溶（或可熔）性的线型聚合物，经纺丝成形和后处理而制得的化学纤维。通常将这类具有成纤性能的聚合物称为成纤聚合物。由纤维经过外力加捻,编织而形成的绳索叫做纤维绳索。

1 纤维绳索研究历史与进展：

1.1国外

1846年世界第一种化学纤维----硝酸纤维素纤维研究成功，此后醋酸纤维素、铜氨纤维素、粘胶纤维素和蛋白质纤维相继问世。1913年F．Klatte首先获得聚氯乙烯专利，开始了合成纤维的研究。1925年H．Staudinger发表了高分子结构学说，提出甲醛缩聚生成聚甲醛和线型高分子适合用作成纤聚合物，为成纤聚合物的合成作出了重要的提示。在品种衍生的同时，随着上世纪高科技的发展，生物和信息技术也给纤维材料学科注入了新的雨露，带动了纤维材料学科的发展和深化。世界纤维科学家们联合进行探索和研究，在纤维材料领域获得了重要的突破，取得了惊人的成果，也为纤维工作者指出了新的研究方向。下面简要描述几个国家及地区在化学纤维领域的研究现状和方向。

（1）日本：日本对化学纤维进行改性的历史可以追溯到上世纪60年代，运用异形截面、复合、共混、混纤和共聚改性等技术使纤维具有粗细和形状之差别，还具有柔软性、易染性、蓬松性、抗静电性、抗菌性、阻燃性、耐光性和吸湿性等功能：这些纤维被称为差别化纤维。20世纪80年代，日本推出超天然纤维改性材料，通过改性使纤维具有超蓬松性、超柔软性、超悬垂性和导汗透湿性等性能。进入21世纪，日本推出了新感觉、新功能纤维。目前日本企业广泛意识到保护地球环境的重要性，尝试开发以玉米、洋麻、竹子等植物再生纤维为原料的复合材料。

（2）美国：美国佐治亚化纤研究中心指出：无论人类社会怎样变化，穿衣永远不会变，纤维衣物都要智能化。美国能源部将与农业部、生物科学公司、种植者、森林产品公司、化学公司、材料公司、大学、国家实验室紧密合作，致力于生物制品和生物能源的开发。由美国能源部和美国农业部赞助的2020年植物／农作物可再生性资源技术发展计划目标是：到2020

年可以从可再生的植物衍生物中获得10％的基本化学原材料，到2050年进一步增长到50％。可再生性资源聚合物和石油基聚合物相比，最大的优点是可持续性，对环境没有污染，有利于人类健康、安全，不仅可作为解决不断增长的环境威胁的途径，还可作为一种缓解石油资源供应日渐紧张的途径。由植物再生的纤维(自然／生物纤维)和谷类再生的塑料(生物塑料)是21世纪的新型材料。与纤维材料相关的原料是：蛋白质(牛乳、大豆、玉米、)、糖类(淀粉、谷物、)、木质素、甲壳质、海藻酸。

（3）欧洲：欧洲重点研究功能性智能性纤维、生物纤维及纳米纤维材料。DTNW 最近开发了一种纺织品用的环糊精，其笼形分子能吸收香烟臭味或其它环境污染源，用于汽车织物能使车内空气保持清新舒适。德国柏林大学研究碳纤维表面涂覆技术；德累斯顿大学研究纳米技术、轻质植绒结构制造的超绝缘材料、纺织化学和纺织技术等。斯图加德研究所研究Lyocell 纤维的原纤化问题。德国很多大学都在研究纳米材料。德国科技部预期到2010年，世界纳米技术市场规模将达到14 400亿美元。

2.国内：我国在1976 年、1993 年相继研制了绿海藻色、蓝黑色和红棕色的PA 6 着色复丝, 提高了围网网片的技术性能和使用寿命; 在1981 年研制了PP 与PE 混炼的烃纶丝, 使绳索的耐磨等性能明显提高; 在1988 年研制了发光的PE 单丝, 使拖网、张网对头足类水产品的捕捞增产20% 以上; 在1990 年研制了PA 6 着色单丝, 使流刺网的捕捞效率提高15% 以上。上述种种绳网新产品已批量应用, 并取得了明显的经济效益。1999 年我国开展了U HMW PE 网线的拖网应用试验, 部分替代PE 后, 产量增加12% , 产值增加28% , 油耗减少4%。采用超高强绳索、网线, 可将网具、网箱向大型、高效方向发展。以此高新技术, 支持发展远洋渔业和浅海大型网箱养殖, 挖掘渔业可持续发展的主要潜力。而开发超高强绳网,将其应用与推广, 将为我国渔业带来又一次重大技术改革。

1988年9月, 钟若英在《乙纶单丝捻线延伸性的研究》通过对乙纶网线结节(单死结)和无结拉伸断裂测试，得到了乙纶网线在1／2结节断裂强力作用下的伸长值；通过乙纶网线拉伸断裂试验时的拉伸曲线用三次样条函数(自然样条函数)插值法计算了网线的韧度和系数Q 值，并编制了计算机程序；通过对乙纶网线定伸长弹性试验，计算在不同恢复时间下的弹性恢复率，从而得到定伸长弹性恢复率与网线直径和恢复时间的关系．

2009年石建高等在《改性渔用乙纶单丝试验研究》以HDPE树脂、VERSIFY 6002弹性体合格品、松节油助剂等为原料采用特殊纺丝工艺生产出改性渔用乙纶单丝，并将其与普通渔用乙纶单丝进行拉伸力学性能比较分析。结果表明：改性渔用乙纶单丝比普通渔用乙纶单丝

断裂强度提高13．1％，结节强度提高3．6％，结强损失率提高15．7％，断裂伸长率降低34．0％。改性渔用乙纶单丝结强损失率稍高和断裂伸长率较低的不足在渔业实际应用中均可以通过强度优势进行弥补。改性渔用乙纶单丝在渔业生产上推广应用具有可行性。

2010年张翠芹《有色丙纶纤维19．7 tex纱的生产实践》探讨有色丙纶纤维19．7 rex 纱的纺纱工艺。在生产过程中根据丙纶纤维特性，合理选择工艺流程、对丙纶纤维进行预处理，优化配置各工序工艺参数，采取必要的技术措施，并通过提高设备维护，加强操作管理等措施，使纯丙纶纤维19．7 tex纱顺利生产，各项指标均达到了使用要求。

2 纤维绳索的作用及研究意义

我国是世界上主要的渔业国家之一。渔业在国民经济发展中具有重要的地位和作用，在经济发展、食物安全、社会就业、外汇积累等方面有着独特的产业优势。人们主要通过增加渔业产量来满足不断增长的肉食需求，这在很大程度上得益于工业技术的进步、带动、促进渔业科技的进步，特别是网具工艺技术的进步所获得的成果。渔具是渔业生产赖以实施的工具，无论是工业化的大规模捕捞，还是有限水面的养殖，或者是新兴的休闲渔业，都离不开运用适合的渔具，尤其是网渔具在目前国内外渔业生产中占有重要的地位，应用也最为普遍。而网具的质量和性能，在很大程度上决定于材料的技术特性和网具制造工艺的准确性、合理性，不同的网具、针对不同的作业要求具有各自独特的材料选择要求。渔业技术的发展对网具材料与工艺提出了新的要求，新材料的不断开发，材料使用条件和材料结构、弹性、变形特性的关系研究，这对渔业生产的发展有重大的意义。本文试图通过以常用的纤维材料（聚乙烯）为研究对象，经过样品采集，对纤维样品做不同程度的弯曲处理，进行纤维绳索的断裂强力测试实验，为渔用绳索的选用提供数据参考。为渔网工艺的不断改进和渔用新材料的不断开发而逐步发展提供理论基础。

3研究方法与内容:

3.1方法：

(1)资料检索，制定实验研究方案；

(2)对纤维绳索根据要求采样；

(3)在学校实验室进行实验，对纤维各个物理量的测定及记录；

(4)利用实验结果，结合之前所检索的资料，应用图表进行综合分析。