Ультразвук для прядения полимерных волокон

Прядение полимерных волокон для использования в текстиле и тканях является специализированной формой экструзии, в которой используется фильера для формирования нескольких непрерывных синтетических нитей. Ультразвук может использоваться для различных видов прядения: сухого, струйно-влажного, расплавного и гелеобразного прядения. Ультразвуковые приложения включают в себя Чистка спиннерет, смешивание, растворение, полимеризация и Прореживание при сдвиге.

Растворение полимеров и химическая обработка

Чтобы полимер можно было раскрутить, он должен быть преобразован в жидкое состояние. Поэтому, если полимер не расплавлен, его растворяют или химически обрабатывают с образованием растворимых или термопластичных производных.

На данном этапе используются ультразвуковые аппараты Hielscher Помощь и ускорение процесса растворения, а также химическое взаимодействие с реагентами. Для этого твердые полимерные частицы суспензируются в растворителе или кислоте. Эта смесь либо прокачивается через ультразвуковой реактор, либо обрабатывается в резервуаре с перемешиванием с ультразвуковыми зондами, где частицы быстро растворяются благодаря высокому кавитационному сдвигу. В результате получается однородный и однородный полимерный раствор. В приведенном ниже видео показана демонстрация ультразвукового растворения с помощью ультразвукового датчика (УП200Ст).

Ультразвуковая чистка фильеры

Фильера представляет собой многопористую матрицу, через которую полимерная жидкость экструдируется с образованием непрерывных синтетических волокон. При выходе из небольших отверстий экструзионной матрицы вязкая полимерная жидкость начинает затвердевать, и отдельные полимерные цепи имеют тенденцию выравниваться в волокне из-за вязкого потока. На этом этапе твердый полимер может начать накапливаться на выходе из тонкого отверстия, что приводит к замедлению потока и, в конечном итоге, к блокировке канала матрицы.

Очистка волоконных экструзионных пластин от твердого полимера является сложной задачей, так как отдельные каналы обычно имеют очень маленький диаметр. Ультразвуковые преобразователи Hielscher используются для воздействия на экструзионные матрицы из полимерного волокна интенсивными кавитационными струями жидкости, которые достаточно сильны для удаления твердого полимера и примесей – При этом достаточно мягкие, чтобы не повредить тонкую геометрию капилляров фильеры. Последнее является серьезным преимуществом, если сравнивать его с чистящими иглами, проволокой или дрелью. Хотя чистящие иглы являются прекрасными инструментами, созданными для чистки капилляров небольших размеров, повторная чистка повреждает размер, форму и гладкость капилляров. Наконец, время, необходимое для очистки многоканальных фильер, также является важным фактором стоимости.

Для ацетата, триацетата, акрила, модакрила, полибензимидазола, спандекса или виньона растворитель, используемый для растворения полимера, также может быть использован в целях очистки. В этом случае кавитационный сдвиг будет выдавливать растворитель в отверстия и способствовать растворению.

Для полимеров, вращающихся в расплаве, таких как нейлон, олефин, полиэстер, саран или сульфар, термическая обработка перед ультразвуковой обработкой может помочь сделать полимер более хрупким. Этот процесс, называемый выжиганием в печи, превращает затвердевший полимер в золу. Для очистки можно использовать воду (с содержанием фосфорной кислоты до 25 мас.%) или масло в качестве простой связующей жидкости между ультразвуковым зондом и фильерой.
Ультразвуковая обработка зондового типа намного интенсивнее, чем при очистке резервуаров, и звуковые волны направляются непосредственно на выходы прядильного канала. Это приводит к более глубокой и быстрой очистке. Для отдельных каналов и пор мы рекомендуем использовать UP100H с заостренным наконечником MS2. Это экономичный ультразвуковой прибор для работы в ручном или стационарном режиме. Для многопоровых фильер или экструзионных матриц UIP1000hdT со специальным щупом диаметром 100 мм.