Ультразвук для прядіння полімерних волокон

Прядіння полімерних волокон для використання в текстилі та тканинах є спеціалізованою формою екструзії, яка використовує спіннерет для формування кількох безперервних синтетичних ниток. Ультразвук може використовуватися для різних видів спінінга: сухого, струменево-мокрого, розплавленого і гелевого спінінга. Застосування ультразвуку включає в себе Чистка Spinneret, Змішування, Розчинення, Полімеризації і зсув- проріджування.

Розчинення полімерів і хімічна обробка

Щоб полімер підлягав обертанню, його необхідно перевести в текучий стан. Тому, якщо полімер не розплавлений, його розчиняють або хімічно обробляють з утворенням розчинних або термопластичних похідних.

На даному етапі ультразвукові апарати Hielscher допомагають і прискорюють процес розчинення, а також хімічна взаємодія з реактивами. Для цього тверді частинки полімеру суспендують в розчиннику або кислоті. Ця суміш або прокачується через ультразвуковий реактор, або обробляється в перемішаному резервуарі з ультразвуковими зондами, де частинки швидко розчиняються за рахунок високого кавітаційного зсуву. При цьому створюється однорідний і однорідний полімерний розчин. Будь ласка, перегляньте відео нижче для демонстрації ультразвукового розчинення за допомогою ультразвукового апарату зондового типу (UP200St).

Ультразвукова чистка Spinneret

Спіннерет – це багатопориста пластина штампа, через яку екструдується полімерна рідина з утворенням безперервних синтетичних волокон. При виході з малих отворів екструзійної матриці в'язка полімерна рідина починає застигати, і окремі полімерні ланцюги мають тенденцію до вирівнювання у волокні через в'язкий потік. У цей момент твердий полімер може почати накопичуватися на виході з тонкого отвору та в ньому, що призводить до повільнішого потоку і, зрештою, до заблокованого каналу пластини матриці.

Очищення волокнистих екструзійних пластин від твердого полімеру є складним завданням, оскільки окремі канали зазвичай мають дуже малий діаметр. Ультразвукові зонди Hielscher використовуються для впливу інтенсивних кавітаційних струменів рідини на екструзійні пластини з полімерного волокна, які є досить міцними для видалення твердого полімеру та домішок – При цьому досить м'який, щоб не пошкодити тонку геометрію капілярів спінери. Останнє є серйозною перевагою, якщо порівнювати з чистячими голками, дротами або свердлами. Хоча чистячі голки є прекрасним інструментом, створеним для очищення капілярів невеликих розмірів, багаторазова чистка пошкоджує розмір, форму і гладкість капілярів. Нарешті, час, необхідний для чищення багатоканальних фільєр, також є значним фактором вартості.

Для ацетату, триацетату, акрилу, модакрилу, полібензимідазолу, спандексу або віньйону розчинник, який використовується для розчинення полімеру, також може використовуватися для очищення. У цьому випадку кавітаційний зсув буде тиснути розчинник в отвори і сприяти розчиненню.

Для полімерів, що обертаються розплавом, таких як нейлон, олефін, поліестер, саран або сульфар, термічна обробка перед ультразвуком може допомогти зробити полімер більш крихким. Цей процес, який називається вигорянням печі, перетворює затверділий полімер на попіл. Для очищення можна використовувати воду (з вмістом до 25 мас% фосфорної кислоти) або масло як просту сполучну рідину між ультразвуковим зондом і спінеретом.
Ультразвукова обробка зондового типу набагато інтенсивніша, ніж при очищенні резервуарів, а звукові хвилі спрямовані безпосередньо на виходи каналів спінерату. Це призводить до більш глибокого та швидкого очищення. Для окремих каналів і пор ми рекомендуємо використовувати UP100H із загостреним наконечником MS2. Це економічно вигідний ультразвуковий прилад для ручної роботи або роботи на підставці. Для багатопористих фільєр або екструзійних матриць UIP1000HDT зі спеціальним зондом діаметром 100 мм.