Ultrasonics voor het spinnen van polymeervezels

Het spinnen van polymeervezels voor gebruik in textiel en weefsels is een gespecialiseerde vorm van extrusie, waarbij een spindop wordt gebruikt om meerdere continue synthetische filamenten te vormen. Ultrasoon kan worden gebruikt voor verschillende soorten spinnen: droog, jet-nat, smelten en gelspinnen. Ultrasone toepassingen zijn onder andere Spindop Reiniging, mengen, oplossend, polymerisatie en afschuiving-verdunning.

Polymeer oplossen en chemische behandeling

Om het polymeer te kunnen spinnen, moet het worden omgezet in een vloeibare toestand. Daarom wordt het polymeer, tenzij het gesmolten wordt, opgelost of chemisch behandeld om oplosbare of thermoplastische derivaten te vormen.

In dit stadium Hielscher ultrasone apparaten helpt en versnelt het oplossingsprocesevenals de chemische interactie met reagentia. Hiervoor worden vaste polymeerdeeltjes gesuspendeerd in het oplosmiddel of zuur. Dit mengsel wordt door een ultrasone reactor gepompt of verwerkt in een geroerde tank met ultrasone sondes, waar de deeltjes snel oplossen door de hoge cavitatieschuif. Hierdoor ontstaat een homogene en uniforme polymeeroplossing. Bekijk de onderstaande video voor een demonstratie van ultrasoon oplossen met een ultrasoonapparaat van het probe-type (UP200St).

Ultrasone spindopreiniging

Een spindop is een matrijsplaat met meerdere openingen waardoor een polymere vloeistof wordt geëxtrudeerd om continue synthetische vezels te vormen. Bij het verlaten van de kleine openingen van de extrusiematrijs begint de viskeuze polymeervloeistof te stollen en hebben de individuele polymeerketens de neiging om zich in de vezel te richten vanwege de viskeuze stroming. Op dit punt kan vast polymeer zich gaan ophopen bij en in de uitgang van de fijne opening, wat resulteert in een langzamere stroming en uiteindelijk in een geblokkeerd kanaal van de matrijsplaat.

Het reinigen van vezelextrusieplaten van vast polymeer is een moeilijke taak, omdat de individuele kanalen meestal een zeer kleine diameter hebben. Hielscher ultrasone sondes worden gebruikt om platen voor de extrusie van polymeervezels bloot te stellen aan intense cavitatievloeistofstralen die sterk genoeg zijn om het vaste polymeer en onzuiverheden te verwijderen. – maar zacht genoeg om de delicate geometrie van de capillairen van de spindop niet te beschadigen. Dit laatste is een groot voordeel in vergelijking met reinigingsnaalden, -draden of -boren. Hoewel reinigingsnaalden fijne gereedschappen zijn, die gemaakt zijn om capillairen van kleine afmetingen te reinigen, beschadigen herhaalde reinigingsbeurten de grootte, vorm en gladheid van de capillairen. Tot slot is de tijd die nodig is voor het reinigen van meerkanaals spindoppen ook een belangrijke kostenfactor.

Voor acetaat, triacetaat, acryl, modacryl, polybenzimidazool, spandex of vinyon kan het oplosmiddel dat gebruikt wordt voor het oplossen van het polymeer ook gebruikt worden voor reinigingsdoeleinden. In dit geval zal de cavitatieschuif het oplosmiddel in de openingen drukken en het oplossen bevorderen.

Voor smeltspinpolymeren, zoals nylon, olefine, polyester, saran of sulfar, kan een warmtebehandeling voorafgaand aan de sonicatie helpen om het polymeer brosser te maken. Dit proces, oven burnout genoemd, reduceert het geharde polymeer tot as. Voor de reiniging kan water (met maximaal 25wt% fosforzuur) of olie worden gebruikt als eenvoudige koppelingsvloeistof tussen de ultrasone sonde en de spindop.
Sonicatie met een sonde is veel intensiever dan reinigingstanks en de geluidsgolven worden direct op de uitlaten van het spindelkanaal gericht. Dit resulteert in een diepere en snellere reiniging. Voor afzonderlijke kanalen en poriën raden we aan de UP100H met de spitse MS2 punt. Dit is een kosteneffectief ultrasoon apparaat voor gebruik in de hand of op een statief. Voor spindoppen met meerdere poriën of extrusiematrijsplaten is de UIP1000hdT met een speciale sonde met een diameter van 100 mm.