Polimer Liflerin Eğrilmesinde Ultrasonik Teknoloji

Tekstil ürünlerinde ve kumaşlarda kullanılacak polimer liflerin eğrilmesi, birden fazla kesintisiz sentetik filament oluşturmak için düze kullanılan özel bir ekstrüzyon biçimidir. Ultrasonik teknoloji çeşitli eğirme türlerinde kullanılabilir: kuru, ıslak jet, eriyikten ve jel eğirme. Ultrasonik uygulamalar arasında şunlar yer alır: düze temizliği, karıştırma, çözündürme, polimerizasyon ve kesme ile incelme.

Polimer Çözündürme ve Kimyasal İşlem

Polimerin eğrilebilmesi için akışkan hâle getirilmesi gerekir. Bu nedenle, polimer eritilmiyorsa çözünür veya termoplastik türevler oluşturmak üzere çözündürülür ya da kimyasal işleme tabi tutulur.

Bu aşamada Hielscher ultrasonik cihazları çözünme sürecini destekleyip hızlandırırken, aynı zamanda reaktiflerle kimyasal etkileşimi de destekleyip hızlandırır. Bunun için katı polimer parçacıkları çözücü veya asit içinde süspanse edilir. Bu karışım ya ultrasonik bir reaktörden pompalanır ya da ultrasonik problarla donatılmış, karıştırmalı bir tankta işlenir; burada parçacıklar yüksek kavitasyon kaynaklı kesme etkisiyle hızla çözünür. Böylece homojen ve tekdüze bir polimer çözeltisi oluşur. Prob tipi bir sonikatörle ultrasonik çözündürmenin gösterimi için lütfen aşağıdaki videoyu izleyin (UP200St).

Bu videoda, bir jelibonun ultrasonik yöntemle hızla çözündürülmesi gösterilmektedir. Ultrasonik homojenizasyon ve çözündürme, her boyuttaki numunenin hazırlanması için hızlı ve güvenilir bir yöntemdir.

Ultrasonik Düze Temizliği

Düze, kesintisiz sentetik lifler oluşturmak üzere polimerik bir akışkanın içinden ekstrüde edildiği, çok gözenekli bir kalıp plakasıdır. Viskoz polimer akışkanı ekstrüzyon kalıbının küçük deliklerinden çıkarken katılaşmaya başlar ve tek tek polimer zincirleri, viskoz akış nedeniyle lif içinde hizalanma eğilimi gösterir. Bu noktada katı polimer, küçük deliğin çıkışında ve çıkışın içinde birikmeye başlayabilir; bu da akışın yavaşlamasına ve sonunda kalıp plakası kanalının tıkanmasına yol açar.

Lif ekstrüzyon plakalarını katı polimerden temizlemek zor bir iştir; çünkü tek tek kanalların çapları genellikle çok küçüktür. Hielscher ultrasonik probları, polimer lif ekstrüzyon kalıp plakalarını yoğun kavitasyon kaynaklı sıvı jetlerine maruz bırakmak için kullanılır. Bu jetler katı polimeri ve safsızlıkları giderecek kadar güçlüdür – ancak düze kapilerlerinin hassas geometrisine zarar vermeyecek kadar da naziktir. Bu son özellik, temizleme iğneleri, teller veya matkap uçlarıyla karşılaştırıldığında büyük bir avantajdır. Temizleme iğneleri, küçük boyutlu kapilerleri temizlemek için üretilmiş ince aletler olsa da tekrarlanan temizlik kapilerlerin boyutuna, şekline ve pürüzsüzlüğüne zarar verir. Son olarak, çok kanallı düzeleri temizlemek için gereken süre de önemli bir maliyet unsurudur.

Asetat, triasetat, akrilik, modakrilik, polibenzimidazol, spandeks veya vinyon için polimeri çözündürmede kullanılan çözücü, temizlik amacıyla da kullanılabilir. Bu durumda kavitasyon kaynaklı kesme etkisi, çözücüyü deliklerin içine bastırır ve çözünmeyi destekler.

Naylon, olefin, polyester, saran veya sulfar gibi eriyikten eğrilen polimerlerde sonikasyon öncesi ısıl işlem, polimerin daha kırılgan hâle gelmesine yardımcı olabilir. Fırında yakarak giderme adı verilen bu işlem, sertleşmiş polimeri küle dönüştürür. Temizlik için su (25wt% değerine kadar fosforik asit içeren) veya yağ, ultrasonik prob ile düze arasında basit bir enerji aktarım sıvısı olarak kullanılabilir.
Prob tipi sonikasyon, temizleme tanklarındaki sonikasyondan çok daha yoğundur ve ses dalgaları doğrudan düze kanallarının çıkışlarına yönlendirilir. Bu, daha derin ve daha hızlı temizlik sağlar. Tekli kanallar ve gözenekler için sivri MS2 uçlu UP100H sonikatörünü kullanmanızı öneririz. Bu, elde veya standa monte edilerek kullanım için uygun, ekonomik bir ultrasonik cihazdır. Çok gözenekli düzeler veya ekstrüzyon kalıp plakaları için ise 100mm çapında özel bir probu bulunan UIP1000hdT.