Ultrazvuk pro zvlákňování polymerních vláken

Spřádání polymerních vláken pro použití v textiliích a tkaninách je specializovaná forma extruze, která využívá zvlákňovací trysku k vytvoření více kontinuálních syntetických vláken. Ultrazvuk lze použít pro různé typy předení: suché, tryskově mokré, meltové a gelové předení. Mezi ultrazvukové aplikace patří Čištění spinneretu, směšování, rozpouštěcí, polymerizace a Smykové ztenčení.

Rozpouštění polymerů a chemická úprava

Aby mohl být polymer spřádán, musí být převeden do tekutého stavu. Pokud tedy polymer není roztaven, rozpustí se nebo chemicky upraví za vzniku rozpustných nebo termoplastických derivátů.

V této fázi Hielscher ultrazvuková zařízení napomáhají a urychlují proces rozpouštění, jakož i Chemická interakce s činidly. Za tímto účelem jsou pevné polymerní částice suspendovány v rozpouštědle nebo kyselině. Tato směs je buď čerpána ultrazvukovým reaktorem, nebo zpracovávána v míchané nádrži s ultrazvukovými sondami, kde se částice rychle rozpouštějí v důsledku vysokého kavitačního smyku. Tím se vytvoří homogenní a rovnoměrný roztok polymeru. Podívejte se prosím na video níže pro demonstraci ultrazvukového rozpouštění pomocí ultrazvukového ultrazvuku typu sondy (UP200St).

Ultrazvukové čištění zvlákňovací oceli

Spřádkovač je vícepórová zápustková deska, skrz kterou je vytlačována polymerní kapalina za vzniku kontinuálních syntetických vláken. Při výstupu z malých otvorů vytlačovací matrice začne viskózní polymerní kapalina tuhnout a jednotlivé polymerní řetězce mají tendenci se ve vlákně zarovnávat kvůli viskóznímu toku. V tomto okamžiku se může pevný polymer začít hromadit na a ve výstupu z jemného otvoru, což má za následek pomalejší tok a nakonec zablokovaný kanál matrice.

Čištění desek pro vytlačování vláken z pevného polymeru je obtížný úkol, protože jednotlivé kanálky mají obvykle velmi malý průměr. Hielscher ultrazvukové sondy se používají k vystavení desek pro vytlačování polymerních vláken intenzivním kavitačním kapalným proudům, které jsou dostatečně silné k odstranění pevného polymeru a nečistot – přesto dostatečně měkké, aby nepoškodily jemnou geometrii zvlákňovacích kapilár. To je velká výhoda ve srovnání s čisticími jehlami, dráty nebo vrtáky. Přestože jsou čisticí jehly jemné nástroje, vytvořené k čištění kapilár malých rozměrů, opakované čištění poškozuje velikost, tvar a hladkost kapilár. A konečně, čas potřebný k čištění vícekanálových zvlákňovacích strojů je také významným nákladovým faktorem.

Pro acetát, triacetát, akrylát, modakryl, polybenzimidazol, spandex nebo vinyon lze rozpouštědlo použité k rozpuštění polymeru použít také pro účely čištění. V tomto případě kavitační smyk zatlačí rozpouštědlo do otvorů a podpoří rozpouštění.

U polymerů zvlákňujících taveninu, jako je nylon, olefin, polyester, saran nebo sulfar, může tepelné zpracování před sonikací pomoci, aby byl polymer křehčí. Tento proces nazývaný vyhoření trouby redukuje vytvrzený polymer na popel. K čištění lze použít vodu (s až 25 % hm. kyseliny fosforečné) nebo olej jako jednoduchou spojovací kapalinu mezi ultrazvukovou sondou a zvlákňovacím zařízením.
Sonikace typu sondy je mnohem intenzivnější než čištění nádrží a zvukové vlny jsou směrovány přímo na výstupy spinneretového kanálu. Výsledkem je hlubší a rychlejší čištění. Pro jednotlivé kanály a póry doporučujeme použít UP100H se špičatým hrotem MS2. Jedná se o cenově výhodné ultrazvukové zařízení pro ruční provoz nebo provoz na stojanu. U vícepórových zvlákňovacích zařízení nebo vytlačovacích desek UIP1000hdT se speciální sondou o průměru 100 mm.