凝胶纺丝法英文解释翻译、凝胶纺丝法的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【化】 gel spinning

分词翻译：

凝胶纺丝的英语翻译：

【化】 gel spinning

法的英语翻译：

dharma; divisor; follow; law; standard
【医】 method
【经】 law

专业解析

凝胶纺丝法（Gel Spinning）详解

凝胶纺丝法是一种用于制备高性能合成纤维（如超高分子量聚乙烯UHMWPE纤维）的特殊纺丝工艺。其核心在于将高分子溶液或溶胀体在特定条件下纺丝，形成凝胶态纤维初生体，再通过高倍热拉伸获得高度取向和结晶的纤维结构，从而实现极高的力学性能。

一、术语定义与核心概念

中文术语：凝胶纺丝法
英文术语：Gel Spinning

定义：通过将高分子浓溶液或半稀释溶液挤出到冷却浴中，形成凝胶态纤维，再经高倍拉伸和溶剂脱除制备高强高模纤维的技术。
工艺本质：
区别于熔融纺丝和干湿法纺丝，凝胶纺丝利用低温凝胶化"冻结"分子链缠结，后续拉伸中分子链可充分伸展取向，突破传统纺丝对分子量的限制。

二、工艺流程与关键技术

溶液制备：
将超高分子量聚合物（如UHMWPE）溶解于挥发性溶剂（十氢萘、石蜡油等），形成均匀纺丝液。
凝胶丝形成：
纺丝液经喷丝板挤出后，进入低温凝固浴（通常为水或有机溶剂），快速冷却形成富含溶剂的凝胶纤维。
超倍热拉伸：
凝胶纤维在加热条件下（100–150°C）进行多级拉伸，拉伸倍数可达30–100倍，分子链高度取向结晶，同时脱除残留溶剂。

三、性能优势与典型应用

力学性能：
- 拉伸强度：3–6 GPa（远高于钢纤维）
- 模量：100–200 GPa
- 比强度：同等质量下强度为碳纤维的2倍。
核心应用领域：
- 防护材料：防弹衣（如Dyneema®、Spectra®纤维）
- 海洋工程：深海缆绳、渔网
- 航空航天：轻量化复合材料增强体
- 医疗植入物：人工关节增强纤维。

四、权威文献参考

标准定义：
《材料科学技术大辞典》（化学工业出版社）对凝胶纺丝工艺的解析。

工艺机理：
Pennings, A. J. et al. 在 Polymer 期刊发表的凝胶纺丝动力学模型（DOI:10.1016/0032-3861(80)90032-6）。

性能数据：
Smith, P. et al. 于 Macromolecules 刊载的UHMWPE纤维结构-性能关系研究（DOI:10.1021/ma00145a039）。

注：文献来源基于学术出版物，链接需通过学术数据库（如ScienceDirect、SpringerLink）检索DOI获取。

网络扩展解释

凝胶纺丝法是一种用于制备高性能纤维的特殊纺丝技术，其核心是通过凝胶态中间体实现高分子链的解缠结和高倍拉伸。以下是详细解释：

一、基本定义与原理

凝胶纺丝法是将超高分子量聚合物溶解于溶剂中形成半稀溶液，经喷丝板挤出后快速冷却形成凝胶态纤维，再通过高倍热拉伸使分子链高度取向，最终获得高强度、高模量纤维的技术。其原理基于：

分子解缠结：半稀溶液状态下，超高分子量聚合物的链缠结减少；
凝胶固定结构：骤冷使解缠结状态被锁定在凝胶纤维中；
高倍拉伸取向：拉伸过程中折叠链转化为伸直链，提升结晶度和取向度。

二、关键工艺步骤

原液制备：将UHMWPE等聚合物溶解于溶剂（如十氢萘），形成浓度约5-10%的半稀溶液；
凝胶成形：溶液经喷丝板挤出后进入低温凝固浴，形成含大量溶剂的凝胶纤维；
溶剂去除：通过萃取或干燥脱除残留溶剂；
超倍拉伸：在高温下进行20倍以上的拉伸，使分子链伸直排列。

三、性能优势

力学性能突出：成品纤维强度可达3-4 GPa，模量超过100 GPa；
适用材料广：可加工UHMWPE、PAN、PVA等多种超高分子量聚合物；
结构可控性高：通过调节拉伸倍数精确控制纤维微观结构。

四、典型应用领域

防弹材料：UHMWPE纤维用于防弹衣、装甲；
航空航天：碳纤维原丝制备；
海洋工程：高强缆绳、渔网。

该方法由荷兰DSM公司于1979年首创，现已成为高性能纤维的主流制备技术。更多工艺细节可参考国家知识产权局公开专利CN119308042A及道客巴巴文献。