고분자 섬유의 방사를 위한 초음파
직물 및 직물에 사용하기 위한 고분자 섬유의 방사는 방적돌기를 사용하여 여러 개의 연속 합성 필라멘트를 형성하는 특수한 형태의 압출입니다. 초음파는 다양한 유형의 방사에 사용할 수 있습니다 : 건식, 제트 습식, 용융 및 겔 방사. 초음파 응용 분야에는 다음이 포함됩니다. 방사구 청소, 믹싱, 녹이는, 중합 그리고 전단 희석화.
고분자 용해 및 화학 처리
폴리머가 방사되려면 유체 상태로 변환되어야 합니다. 따라서 중합체가 용융되지 않는 한, 용해되거나 화학적으로 처리되어 용해성 또는 열가소성 유도체를 형성합니다.
이 단계에서 Hielscher 초음파 장치 용해 프로세스 지원 및 가속화뿐만 아니라 시약과의 화학적 상호 작용. 이를 위해 고체 고분자 입자가 용매 또는 산에 부유합니다. 이 혼합물은 초음파 반응기를 통해 펌핑되거나 초음파 프로브가 있는 교반 탱크에서 처리되며, 여기서 입자는 높은 캐비테이션 전단으로 인해 빠르게 용해됩니다. 이것은 균질하고 균일한 폴리머 용액을 생성합니다. 프로브 형 초음파를 사용하여 초음파 용해하는 시연은 아래 비디오를 참조하십시오 (UP200세인트).

고분자 용액 탈기
농축 황산의 폴리(p-페닐렌 테레프탈아미드)(PPTA)와 같은 점성 고분자 용액은 점성이 있으며 종종 비뉴턴식입니다. 솔루션에는 다음이 필요합니다. 탈기 연속 섬유가 방적돌기에서 빠져 나가도록합니다. 초음파가 혼합, 균질화 또는 용해에 적용될 때 탈기를 돕습니다. 아래 비디오는 오일의 탈기/탈기를 보여줍니다(실시간).
초음파 방사구 세척
Spinneret은 고분자 유체를 압출하여 연속 합성 섬유를 형성하는 다중 기공이 있는 다이 플레이트입니다. 압출 다이의 작은 오리피스를 빠져 나올 때 점성 폴리머 유체가 응고되기 시작하고 점성 흐름으로 인해 개별 폴리머 사슬이 섬유에서 정렬되는 경향이 있습니다. 이 시점에서 고체 폴리머는 미세 오리피스의 출구에서 그리고 출구에 축적되기 시작하여 흐름이 느려지고 결국 막힌 다이 플레이트 채널에 들어갈 수 있습니다.

아세테이트, 트리아세테이트, 아크릴, 모드아크릴, 폴리벤즈이미다졸, 스판덱스 또는 비닐온의 경우 폴리머를 용해시키는 데 사용되는 용매를 세척 목적으로도 사용할 수 있습니다. 이 경우 캐비테이션 전단은 용매를 오리피스로 누르고 용해를 촉진합니다.
나일론, 올레핀, 폴리 에스테르, 사란 또는 설파와 같은 용융 방사 폴리머의 경우, 초음파 처리 전에 열처리하면 폴리머를 더 부서지기 쉽게 만들 수 있습니다. 오븐 연소라고 하는 이 과정은 경화된 폴리머를 재로 만듭니다. 세척을 위해 물(최대 25wt% 인산 포함) 또는 오일을 초음파 프로브와 방사구 사이의 간단한 커플링 유체로 사용할 수 있습니다.
프로브 형 초음파 처리는 탱크 청소보다 훨씬 강하며 음파는 방사 돌기 채널 출구로 직접 향합니다. 그 결과 더 깊고 빠르게 청소할 수 있습니다. 단일 채널과 기공의 경우 다음을 사용하는 것이 좋습니다. 뾰족한 MS2 팁이 있는 UP100H. 이것은 휴대용 또는 스탠드 장착 작동을 위한 비용 효율적인 초음파 장치입니다. 다중 기공 방적돌기 또는 압출 다이 플레이트의 경우, 특수 100mm 직경의 프로브가있는 UIP1000hdT.

초음파 보조 중합
직접 방사 공정의 경우, Hielscher 초음파 프로브는 폴리머 (예 : 폴리 에스테르)의 제형 및 중합 과정에서 반응물 및 / 또는 촉매 간의 상호 작용을 지원합니다.
초음파 겔 가공
겔 방사(예: 폴리에틸렌, 아라미드) 시 초음파 반응기를 사용하여 겔의 제형화할 수 있을 뿐만 아니라 압출 전에 겔의 전단 희석을 수행할 수 있습니다. 캐비테이션 전단은 폴리머 사슬 사이의 상호 작용을 일시적으로 낮춥니다. 이로 인해 점도가 떨어집니다 – 더 적은 압력이 필요하여 더 미세한 필라멘트를 만들 수 있거나 압출 처리량을 늘릴 수 있습니다.
나노물질 분산
Hielscher 초음파 반응기는 다음과 같은 나노 물질의 분산을위한 효과적인 수단입니다. 탄소나노튜브, 금속 산화물 또는 안료. 초음파 캐비테이션은 입자를 균일하게 분산시키면 응집체를 차단합니다.