Ultrasonidos para la hilatura de fibras poliméricas

Hilado de fibras de polímero para uso en textiles y tejidos es una forma especializada de extrusión, que utiliza una hilera para formar múltiples filamentos sintéticos continuos. Ultrasonidos se puede utilizar para diversos tipos de hilado: seco, jet-húmedo, en estado fundido y de hilado en gel. aplicaciones ultrasónicas incluyen Servicio de limpieza en hilera, mezcla, disolución, Polimerización y adelgazamiento de cizalla.

Polymer Disolver y el tratamiento químico

Para el polímero a hilar, que debe ser convertido en un estado fluido. Por lo tanto, a menos que se funde el polímero, se disuelve o tratados químicamente para formar derivados solubles o termoplásticos.

En esta etapa los dispositivos de ultrasonidos Hielscher ayudar y acelerar el proceso de disolución, Así como la interacción química con reactivos. Para esto, las partículas de polímero sólidas se suspenden en el disolvente o ácido. Esta mezcla se bombea o bien a través de un reactor ultrasónico o procesada en un tanque agitado con sondas de ultrasonidos, donde las partículas se disuelven rápidamente debido a la alta cizalladura cavitacional. Esto crea una solución de polímero homogénea y uniforme. Por favor, ver el vídeo a continuación para una demostración de disolución ultrasónica usando un ultrasonicador tipo de sonda (UP200St).

Disolviendo una de las muchas aplicaciones de energía de la ultrasonificación. El vídeo muestra la rápida disolución de un osito de goma en el agua usando el Hielscher UP200St.

Disolver un osito de goma en el agua usando el UP200St

hilera de orificios múltiples

Solución de polímero desgasificación

soluciones viscosas de polímeros, tales como (tereftalamida de p-fenileno) poli (PPTA), en ácido sulfúrico concentrado son viscosas y, a menudo no newtoniano. Las soluciones requieren desgasificación para asegurar fibras continuas salen de la hilera. Cuando se aplica el ultrasonido para la mezcla, homogeneización o disolución, se debe a la desgasificación. El video a continuación muestra la desgasificación / desaireación del petróleo (en tiempo real).

La eliminación de líquidos es una poderosa aplicación de los dispositivos ultrasónicos de Hielscher. El video muestra al Hielscher UP200S durante la desgasificación del petróleo.

Desgasificación de petróleo usando el UP200S con el sonotrodo S40

Hilera de limpieza por ultrasonidos

Una tobera de hilatura es una placa de matriz multi-poros a través del cual se extruye un fluido polimérico para formar fibras sintéticas continuas. Al salir de los pequeños orificios de la boquilla de extrusión, el fluido de polímero viscoso se inicia la solidificación y las cadenas de polímero individuales tienden a alinearse en la fibra debido al flujo viscoso. En este punto polímero sólido puede empezar a construir en y en la salida del orificio fino, lo que resulta en el flujo más lento y, finalmente, en un canal de placa de matriz bloqueado.

hiladora de polímero
Limpieza de las placas de fibra de extrusión de polímero sólido es una tarea difícil, ya que los canales individuales son típicamente muy pequeña en diámetro. sondas de ultrasonidos Hielscher se utilizan para exponer polímero de la fibra matriz de extrusión placas a intensos chorros de líquido cavitacionales, que son lo suficientemente fuertes como para eliminar el polímero sólido y las impurezas – pero lo suficientemente suave para no dañar la delicada geometría de los capilares de la hilera. Este último es una ventaja importante, en comparación con agujas de limpieza, alambres o taladros. Aunque las agujas de limpieza son herramientas finas, creado para limpiar capilares de pequeñas dimensiones repiten limpieza daña el tamaño, la forma y la suavidad de los capilares. Por último, el tiempo necesario para la limpieza de hileras múltiples canales es un factor de coste significativo, también.

Para acetato, triacetato, acrílicas, modacrílicas, polibenzimidazol, spandex o vinyon el disolvente utilizado para disolver el polímero se puede utilizar para fines de limpieza, también. En este caso la cizalla cavitacional presionará el disolvente en los orificios y promover la disolución.

Para polímeros de hilatura por fusión, tales como nylon, olefina, poliéster, saran o sulfar, el tratamiento térmico antes de la sonicación puede ayudar a hacer que el polímero más frágil. Este proceso llamado burnout horno reduce el polímero endurecido en cenizas. Para la limpieza, el agua (con ácido fosfórico hasta 25% en peso) o aceite se puede utilizar como un simple fluido de acoplamiento entre la sonda ultrasónica y la hilera.
UP100H con sonda MS2 para la limpieza de la hilera ultrasónicoTipo de sonda de ultrasonidos es mucho más intenso que los tanques de limpieza y las ondas sónicas se dirigen directamente hacia las salidas de los canales de la hilera. Esto se traduce en una limpieza más profunda y más rápido. Para los canales individuales y los poros, se recomienda utilizar el UP100H con punta puntiaguda MS2. Este es un dispositivo ultrasónico rentable para la operación de montaje en pie o de mano. Para hileras de múltiples poros o matriz de extrusión placas, las UIP1000hdT con una sonda especial de 100 mm de diámetro.

agujas de limpieza de la hilera

La polimerización asistida por ultrasonidos

Para los procesos de hilado directo, las sondas de ultrasonidos Hielscher ayudan a la interacción entre los reactivos y / o catalizadores durante la formulación y la polimerización del polímero, por ejemplo, poliéster.

Tratamiento Gel de ultrasonidos

Cuando hilado en gel (por ejemplo, polietileno, aramida), reactores de ultrasonidos se puede utilizar para la formulación del gel, así como para la cizalla del gel antes de la extrusión. Los resultados de cizallamiento cavitacionales en la interacción inferior temporal entre las cadenas poliméricas. Esto provoca que la viscosidad a caer – requiere menos presión, lo que permite filamentos más finos que hacerse o aumentando el rendimiento de extrusión.

Dispersión nanomateriales

reactores de ultrasonidos Hielscher son un medio eficaz para la dispersión de materiales nano, tales como nanotubos de carbono, Óxidos metálicos o pigmentos. rompe la cavitación ultrasónica se aglomera a dispersa las partículas de manera homogénea.

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