Ультразвук для скручивания полимерных волокон
Вращение полимерных волокон для использования в текстильных изделиях и тканях является специализированной формой экструзии, в которой используется фильерка для образования нескольких непрерывных синтетических нитей. Ультразвук может использоваться для различных видов прядения: сухого, струйно-мокрого, расплава и гелеобразования. Ультразвуковые приложения включают Очистка фильеры, смешивание, Растворение, полимеризация а также разупрочнение,
Полимерное растворение и химическая обработка
Для формования полимера его необходимо преобразовать в жидкое состояние. Поэтому, если полимер не плавится, его растворяют или химически обрабатывают с образованием растворимых или термопластичных производных.
На этом этапе ультразвуковые устройства Hielscher помочь и ускорить процесс растворения, так же хорошо как химическое взаимодействие с реагентами, Для этого твердые полимерные частицы суспендируют в растворителе или кислоте. Эта смесь либо прокачивается через ультразвуковой реактор, либо обрабатывается в емкости с мешалкой с помощью ультразвуковых зондов, где частицы быстро растворяются из-за высокого кавитационного сдвига. Это создает однородный и однородный полимерный раствор. Пожалуйста, смотрите видео, приведенное ниже, для демонстрации ультразвукового растворения с использованием ультразвукового датчика зонда (UP200St).
Дегазация полимерного раствора
Вязкие полимерные растворы, такие как поли (п-фенилентерефталамид) (PPTA), в концентрированной серной кислоте являются вязкими и часто неньютоновскими. Решения требуют дегазация чтобы непрерывные волокна выходили из фильеры. Когда ультразвук применяется для смешивания, гомогенизации или растворения, он способствует дегазации. Видео ниже демонстрирует дегазацию / деаэрацию масла (в режиме реального времени).
Ультразвуковая очистка фильеры
Просеиватель представляет собой многопористую матрицу, через которую полимерную текучую среду экструдируют с образованием непрерывных синтетических волокон. При выходе из небольших отверстий экструзионной головки вязкая полимерная жидкость начинает затвердевать, и отдельные полимерные цепи стремятся выровняться по волокну из-за вязкого потока. В этот момент твердый полимер может начать нарастать на выходе из тонкого отверстия и в нем, что приводит к замедлению потока и, в конечном итоге, к заблокированному каналу пластинчатой пластины.
Для ацетата, триацетата, акрила, модакрила, полибензимидазола, спандекса или виньона, растворитель, используемый для растворения полимера, также может использоваться для очистки. В этом случае кавитационный сдвиг будет вдавливать растворитель в отверстия и способствовать растворению.
Для полимеров, вращающихся в расплаве, таких как найлон, олефин, полиэфир, саран или сульфар, термообработка до обработки ультразвуком может помочь сделать полимер более хрупким. Этот процесс, называемый выгоранием печи, уменьшает затвердевший полимер до золы. Для очистки вода (с содержанием фосфорной кислоты до 25 мас.%) Или масло может использоваться в качестве простой жидкости для соединения между ультразвуковым зондом и фильерой.
Звуковая обработка зонда намного более интенсивна, чем очистительные резервуары, а звуковые волны направлены непосредственно на выходы канала фильеры. Это приводит к более глубокой и быстрой очистке. Для отдельных каналов и поры мы рекомендуем использовать UP100H с заостренным наконечником MS2, Это экономичное ультразвуковое устройство для ручного или стоячего монтажа. Для многопористых фильер или экструзионных матричных пластин UIP1000hdT со специальным зондом диаметром 100 мм,
Ультразвуковая полимеризация
Для прямых процессов прядения ультразвуковые зонды Hielscher помогают взаимодействию между реагентами и / или катализаторами во время приготовления и полимеризации полимера, например полиэфира.
Ультразвуковая обработка гелем
Когда гелеобразование (например, полиэтилен, арамид), ультразвуковые реакторы могут быть использованы для приготовления геля, а также для разжижения прорези геля перед экструзией. Кавитационный сдвиг приводит к временному более низкому взаимодействию между полимерными цепями. Это приводит к снижению вязкости – требуя меньшего давления, позволяя производить более тонкие нити или увеличивая пропускную способность экструзии.
Распыление наноматериалов
Ультразвуковые реакторы Hielscher являются эффективным средством для диспергирования наноматериалов, таких как углеродные нанотрубки, оксиды металлов или Пигменты, Ультразвуковая кавитация разрушает агломераты при однородном распределении частиц.