Ultralyd til spinding af polymerfibre

Spinning af polymerfibre til brug i tekstiler og stoffer er en specialiseret form for ekstrudering, der bruger en spindel til at danne flere kontinuerlige syntetiske filamenter. Ultralyd kan bruges til forskellige typer spinding: tør, jet-våde, smelte og gel spinning. Ultralyd applikationer omfatter Spindedysesamling Rengøring, blanding, opløsning, polymerisation og shear-thinning.

Polymeropløsning og kemisk behandling

For at polymeren skal spindes, skal den omdannes til en fluid tilstand. Derfor, medmindre polymeren smeltes, opløses den eller behandles kemisk til dannelse af opløselige eller termoplastiske derivater.

På dette stadium Hielscher ultralyd enheder hjælpe og fremskynde opløsningsprocessen, såvel som kemisk interaktion med reagenser. Til dette suspenderes faste polymerpartikler i opløsningsmidlet eller syren. Denne blanding pumpes enten gennem en ultralydreaktor eller behandles i en omrørt beholder med ultralydsprober, hvor partiklerne opløses hurtigt på grund af høj kavitationsforskydning. Dette skaber en homogen og ensartet polymeropløsning. Se venligst videoen nedenfor for en demonstration af ultralyd opløsning ved hjælp af en ultralydsensorUP200St).

Opløsning af en af de mange effektapplikationer af ultralydbehandling. Videoen viser den hurtige opløsning af en klæbende bjørn i vand ved hjælp af Hielscher UP200St.

Opløsning af en Gummy Bear i vand ved hjælp af UP200St

multi-hullers spinneret

Polymer-opløsning afgasning

Viskøse polymeropløsninger, såsom poly (p-phenylenterephthalamid) (PPTA), i koncentreret svovlsyre er viskøse og ofte ikke-newtonske. Løsningerne kræver afgasning for at sikre, at kontinuerlige fibre forlader spindækken. Når ultralyd anvendes til blanding, homogenisering eller opløsning, hjælper det afgasning. Videoen nedenfor viser afgassning / afluftning af olie (realtid).

Deagssing af væsker er en kraftfuld anvendelse af Hielscher ultralydsenheder. Videoen viser Hielscher UP200S under afgasning af olie.

Afgasning af olie ved hjælp af UP200S med sonotrode S40

Ultrasonic Spinneret Rengøring

En Spinneret er en multi-pored støbeplade, gennem hvilken en polymer væske ekstruderes til dannelse af kontinuerlige syntetiske fibre. Ved udgang af ekstruderingsdybens små åbninger begynder det viskøse 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 ved og i udløbet af den fine åbning, hvilket resulterer i langsommere strømning og til sidst i en blokeret formpladekanal.

polymer spindedyse
Rengøringsfiber ekstruderingsplader fra fast polymer er en vanskelig opgave, da de enkelte kanaler typisk er meget små i diameter. Hielscher ultralydsprober bruges til at eksponere polymerfiber ekstruderingsdyseplader til intense cavitational væskestråler, der er stærke nok til at fjerne den faste polymer og urenheder – men alligevel blød nok til ikke at beskadige den delikate geometri af spinneret kapillærerne. Sidstnævnte er en stor fordel, når man sammenligner med rengøringsnåle, ledninger eller øvelser. Selvom rengøringsnåle er gode værktøjer, der er lavet til at rengøre kapillarer af små dimensioner, gentages rengøringen størrelsen, formen og glatheden af ​​kapillærerne. Endelig er den tid, der er nødvendig for at rengøre flerkanalspindesæt, også en betydelig omkostningsfaktor.

For acetat, triacetat, acryl, modacryl, polybenzimidazol, spandex eller vinyon kan opløsningsmidlet, der anvendes til opløsning af polymeren, også anvendes til rengøringsformål. I dette tilfælde vil cavitational shear trykke opløsningsmidlet i åbningerne og fremme opløseligheden.

Til smeltespinende polymerer, såsom nylon, olefin, polyester, saran eller svovl, kan varmebehandling før sonikering bidrage til at gøre polymeren mere sprød. Denne proces kaldes ovnforbrænding reducerer den hærde polymer til aske. Til rengøring kan vand (med op til 25 vægtprocent fosforsyre) eller olie anvendes som et simpelt koblingsfluid mellem ultralydsonden og spinneren.
UP100H med MS2 probe til ultralydspinderet rengøringProbe type sonication er meget mere intens end rengøringstanker, og lydbølgerne er rettet direkte mod spinneretkanaludgange. Dette resulterer i dybere og hurtigere rengøring. For enkeltkanaler og porer anbefaler vi at bruge UP100H med den spidse MS2 spids. Dette er en omkostningseffektiv ultralydsanordning til håndholdt eller standmonteret drift. For multi-pore spinnerets eller ekstrudering dørplader, den UIP1000hdT med en speciel sonde 100mm diameter.

spinneret rengøringsnåle

Ultralydassisteret polymerisering

Til direkte spindeprocesser hjælper Hielscher ultralydsprober interaktionen mellem reaktanterne og / eller katalysatorerne under formuleringen og polymeriseringen af ​​polymeren, fx polyester.

Ultralyd Gel Processing

Når gel-spinning (fx polyethylen, aramid) kan ultralydreaktorer anvendes til formuleringen af ​​gelen såvel som for forskydning af gelen før ekstrudering. Kavitationsskæringen resulterer i midlertidig lavere vekselvirkning mellem polymerkæderne. Dette får viskositeten til at falde – kræver mindre tryk, hvilket gør det muligt at lave finere filamenter eller øge ekstrudering gennemstrømning.

Nanomaterialer Dispergering

Hielscher ultralyd reaktorer er et effektivt middel til dispergering af nano materialer, såsom carbon nanorør, metaloxider eller Pigmenter. Ultralydkavitation bryder agglomerater ved dispergering af partiklerne homogent.

Kontakt os / bede om flere oplysninger

Tal med os om dine forarbejdning krav. Vi vil anbefale de bedst egnede setup og procesparametre til dit projekt.





Bemærk venligst, at vores Fortrolighedspolitik.