Ultraljud för spinning av polymerfibrer

Spinning av polymerfibrer för användning i textilier och tyger är en specialiserad form av extrudering, som använder en spinneret för att bilda flera kontinuerliga syntetiska filament. Ultraljud kan användas för olika typer av spinning: torr, jet-våt, smält och gelspinning. Ultraljudsapplikationer inkluderar Rengöring av Spinneret, blandning, upplösning, Polymerisation och skjuvning- förtunning.

Polymerupplösning och kemisk behandling

För att polymeren ska kunna spinnas måste den omvandlas till ett flytande tillstånd. Därför, om inte polymeren smälts, löses den upp eller behandlas kemiskt för att bilda lösliga eller termoplastiska derivat.

I detta skede Hielscher ultraljudsapparater hjälpa till och påskynda upplösningsprocessen, samt Kemisk interaktion med reagenser. För detta suspenderas fasta polymerpartiklar i lösningsmedlet eller syran. Denna blandning pumpas antingen genom en ultraljudsreaktor eller bearbetas i en omrörd tank med ultraljudssonder, där partiklarna löses upp snabbt på grund av hög kavitationsskjuvning. Detta skapar en homogen och enhetlig polymerlösning. Se videon nedan för en demonstration av ultraljudsupplösning med hjälp av en ultraljudsapparat av sondtyp (UP200St).

Rengöring av Ultrasonic Spinneret

En Spinneret är en flerporig formplatta genom vilken en polymervätska extruderas för att bilda kontinuerliga syntetiska fibrer. När den kommer ut ur de små öppningarna på extruderingsformen börjar den viskösa polymervätskan stelna och de enskilda polymerkedjorna tenderar att rikta in sig i fibern på grund av det viskösa flödet. Vid denna tidpunkt kan fast polymer börja byggas upp vid och i utloppet av den fina öppningen, vilket resulterar i långsammare flöde och så småningom i en blockerad formplatta.

Att rengöra fiberextruderingsplattor från fast polymer är en svår uppgift, eftersom de enskilda kanalerna vanligtvis är mycket små i diameter. Hielscher ultraljudssonder används för att exponera polymerfiberextruderingsformplattor för intensiva kavitationella vätskestrålar, som är tillräckligt starka för att avlägsna den fasta polymeren och föroreningar – Ändå tillräckligt mjuk för att inte skada den känsliga geometrin hos Spinneret-kapillärerna. Det senare är en stor fördel jämfört med rengöring av nålar, trådar eller borrar. Även om rengöringsnålar är fina verktyg, skapade för att rengöra kapillärer av små dimensioner, skadar upprepad rengöring storleken, formen och jämnheten hos kapillärerna. Slutligen är den tid som krävs för rengöring av flerkanaliga spinnare också en betydande kostnadsfaktor.

För acetat, triacetat, akryl, modakryl, polybenzimidazol, spandex eller vinyon kan lösningsmedlet som används för att lösa upp polymeren också användas för rengöringsändamål. I detta fall kommer kavitationsskjuvningen att pressa in lösningsmedlet i öppningarna och främja upplösning.

För smält-spinning polymerer, såsom nylon, olefin, polyester, saran eller sulfar, kan värmebehandling före ultraljudsbehandling bidra till att göra polymeren sprödare. Denna process som kallas ugnsutbrändhet reducerar den härdade polymeren till aska. För rengöring kan vatten (med upp till 25 viktprocent fosforsyra) eller olja användas som en enkel kopplingsvätska mellan ultraljudssonden och spinnaren.
Sondtyp ultraljudsbehandling är mycket mer intensiv än rengöring av tankar och ljudvågorna riktas direkt mot spinneretkanalens utlopp. Detta resulterar i djupare och snabbare rengöring. För enskilda kanaler och porer rekommenderar vi att du använder UP100H med den spetsiga MS2-spetsen. Detta är en kostnadseffektiv ultraljudsenhet för handhållen eller stående drift. För flerporiga spinnare eller extruderingsformplattor är UIP1000hdT med en speciell sond med en diameter på 100 mm.