Ultralyd til spinding af polymerfibre

Spinding af polymerfibre til brug i tekstiler og stoffer er en specialiseret form for ekstrudering, der bruger en spinneret til at danne flere kontinuerlige syntetiske filamenter. Ultralyd kan bruges til forskellige typer spinding: tør, jet-våd, smelte- og gelspinding. Ultralydsapplikationer omfatter Rengøring af spinneret, blanding, Opløse, polymerisering og forskydning.

Polymeropløsning og kemisk behandling

For at polymeren kan spindes, skal den omdannes til en flydende tilstand. Derfor, medmindre polymeren smeltes, opløses eller behandles den kemisk for at danne opløselige eller termoplastiske derivater.

På dette tidspunkt Hielscher ultralydsenheder hjælpe og fremskynde opløsningsprocessensamt kemisk interaktion med reagenser. Til dette suspenderes faste polymerpartikler i opløsningsmidlet eller syren. Denne blanding pumpes enten gennem en ultralydsreaktor eller behandles i en omrørt tank med ultralydssonder, hvor partiklerne opløses hurtigt på grund af høj kavitationsforskydning. Dette skaber en homogen og ensartet polymeropløsning. Se venligst videoen nedenfor for en demonstration af ultralydsopløsning ved hjælp af en sondetype ultralydsapparat (UP200St).

Ultralyd Spinneret Rengøring

En Spinneret er en flerporet matriceplade, hvorigennem en polymervæske ekstruderes for at danne kontinuerlige syntetiske fibre. Når de forlader de små åbninger i ekstruderingsmatricen, begynder den tyktflydende polymervæske at størkne, og de enkelte polymerkæder har en tendens til at justere sig i fiberen på grund af den viskøse strømning. På dette tidspunkt kan fast polymer begynde at opbygge sig ved og i udløbet af den fine åbning, hvilket resulterer i langsommere flow og til sidst i en blokeret formpladekanal.

Rengøring af fiberekstruderingsplader fra fast polymer er en vanskelig opgave, da de enkelte kanaler typisk er meget små i diameter. Hielscher ultralydssonder bruges til at udsætte polymerfiberekstruderingsformplader for intense kavitationelle væskestråler, der er stærke nok til at fjerne den faste polymer og urenheder – men alligevel blød nok til ikke at beskadige den sarte geometri af de spinderede kapillærer. Sidstnævnte er en stor fordel sammenlignet med rengøringsnåle, ledninger eller bor. Selvom rensenåle er fine værktøjer, skabt til at rense kapillærer af små dimensioner, beskadiger gentagen rengøring kapillærernes størrelse, form og glathed. Endelig er den tid, der kræves til rengøring af flerkanalsspinnere, også en væsentlig omkostningsfaktor.

Til acetat, triacetat, akryl, modacryl, polybenzimidazol, spandex eller vinyon kan opløsningsmidlet, der bruges til opløsning af polymeren, også bruges til rengøringsformål. I dette tilfælde vil kavitationsforskydningen presse opløsningsmidlet ind i åbningerne og fremme opløsningen.

For smeltespindende polymerer, såsom nylon, olefin, polyester, saran eller svovl, kan varmebehandling før sonikering hjælpe med at gøre polymeren mere skør. Denne proces kaldet ovnudbrænding reducerer den hærdede polymer til aske. Til rengøringen kan vand (med op til 25 vægtprocents fosforsyre) eller olie anvendes som en simpel koblingsvæske mellem ultralydssonden og spinneret.
Sondetype sonikering er meget mere intens end rengøringstanke, og de soniske bølger ledes direkte mod spinnerkanaludløbene. Dette resulterer i dybere og hurtigere rengøring. Til enkelte kanaler og porer anbefaler vi at bruge UP100H med den spidse MS2-spids. Dette er en omkostningseffektiv ultralydsenhed til håndholdt eller stativmonteret drift. Til flerporede spindere eller ekstruderingsmatricer skal UIP1000hdT med en speciel sonde med en diameter på 100 mm.