Ultrasonidos para la hilatura de fibras poliméricas

La hilatura de fibras poliméricas para su uso en textiles y tejidos es una forma especializada de extrusión que utiliza una hilera para formar múltiples filamentos sintéticos continuos. Los ultrasonidos pueden utilizarse para varios tipos de hilatura: en seco, por chorro húmedo, por fusión y en gel. Las aplicaciones de los ultrasonidos incluyen Limpieza de hileras, mezcla, disolución, Polimerización y adelgazamiento por cizallamiento.

Disolución de polímeros y tratamiento químico

Para que el polímero pueda hilarse, debe convertirse en un estado fluido. Por lo tanto, a menos que el polímero se funda, se disuelve o se trata químicamente para formar derivados solubles o termoplásticos.

En esta fase, los dispositivos ultrasónicos de Hielscher ayudar y acelerar el proceso de disoluciónasí como el interacción química con reactivos. Para ello, se suspenden partículas sólidas de polímero en el disolvente o el ácido. Esta mezcla se bombea a través de un reactor ultrasónico o se procesa en un tanque agitado con sondas ultrasónicas, donde las partículas se disuelven rápidamente debido al alto cizallamiento cavitacional. Esto crea una solución polimérica homogénea y uniforme. Vea en el vídeo siguiente una demostración de disolución por ultrasonidos con un ultrasonicador de tipo sonda (UP200St).

Limpieza ultrasónica de hileras

Una hilera es una placa perforada de múltiples poros a través de la cual se extruye un fluido polimérico para formar fibras sintéticas continuas. Al salir de los pequeños orificios de la matriz de extrusión, el fluido polimérico viscoso empieza a solidificarse y las cadenas individuales de polímero tienden a alinearse en la fibra debido al flujo viscoso. En este punto, el polímero sólido puede empezar a acumularse en y a la salida del orificio fino, dando lugar a un flujo más lento y, finalmente, a un bloqueo del canal de la placa del troquel.

Limpiar las placas de extrusión de fibra de polímero sólido es una tarea difícil, ya que los canales individuales suelen tener un diámetro muy pequeño. Las sondas ultrasónicas de Hielscher se utilizan para exponer las placas de extrusión de fibra de polímero a intensos chorros de líquido cavitacional, que son lo suficientemente fuertes como para eliminar el polímero sólido y las impurezas. – pero lo suficientemente suave como para no dañar la delicada geometría de los capilares de la hilera. Esto último es una gran ventaja, si se compara con las agujas de limpieza, los alambres o las brocas. Aunque las agujas de limpieza son herramientas finas, creadas para limpiar capilares de pequeñas dimensiones, la limpieza repetida daña el tamaño, la forma y la suavidad de los capilares. Por último, el tiempo necesario para limpiar las hileras multicanal también es un factor de coste significativo.

En el caso del acetato, triacetato, acrílico, modacrílico, polibenzimidazol, spandex o vinyón, el disolvente utilizado para disolver el polímero también puede utilizarse con fines de limpieza. En este caso, el cizallamiento cavitacional presionará el disolvente en los orificios y favorecerá la disolución.

En el caso de los polímeros de hilado por fusión, como el nailon, la olefina, el poliéster, el sarán o el sulfar, el tratamiento térmico previo a la sonicación puede ayudar a hacer el polímero más quebradizo. Este proceso, denominado quemado en horno, reduce el polímero endurecido a cenizas. Para la limpieza, se puede utilizar agua (con hasta un 25 % de ácido fosfórico) o aceite como fluido de acoplamiento simple entre la sonda ultrasónica y la hilera.
La sonicación tipo sonda es mucho más intensa que la de los tanques de limpieza y las ondas sónicas se dirigen directamente hacia las salidas de los canales de las hileras. El resultado es una limpieza más profunda y rápida. Para canales y poros individuales, recomendamos utilizar el UP100H con la punta MS2. Se trata de un dispositivo de ultrasonidos rentable para funcionamiento manual o de pie. Para hileras de varios poros o placas de matrices de extrusión, el UIP1000hdT con una sonda especial de 100 mm de diámetro.