Основные динамические характеристики, определяющие формование полиэфирных нитей

Основной динамической характеристикой является сила натяжения нити перед приёмом на паковку Fн.

Сила натяжения слагается из следующих гравиметрических постоянных:

Fн = Fг +Fи + Fреол. + Fаэр. + Fтр. + Fпн, где Fг – гравиметрическая сила, т. е. сила тяжести формуемой нити;

Fи – сила инерции, которую приобретает струя формуемой нити при вытягивании;

Fреол, (Frhol) – реологическая составляющая, т.е. сила, необходимая для растяжения струи;

Fаэр. – аэродинамическая составляющая; т.е. сила сопротивления воздуха, т.е.

(Fа) – сила трения струи о воздух;

Fтр. (Fт) – сила трения нити о нитепроводники;

Fпн – сила поверхностного натяжения, т.е. величина усилий связанная с формованием самой струи, с

(Fп) – преодолением поверхностного натяжения. Фильеру надо смазать силиконовым маслом, чтобы снять поверхностное натяжение и облегчить переход струи в нить.

При намотке сформованной нити на паковку необходимо поддерживать оптимальную величину натяжения нити; большое натяжение увеличивает число обрывов и подмотов элементарных нитей в процессе ориентационного упрочнения комплексных нитей на КВМ; малое натяжение вызывает сползание слоёв намотки нити с приёмной паковки, что также затрудняет переработку нити.

Второй важной, динамической характеристикой является Vф. При формовании полиэфирных волокон обычно Vф составляет:

а) для штапельных волокон Vф = 10-15 м/с (600-900 м/мин);

б) для технических нитей Vф = 14-30 м/с (800-1700 м/мин);

в) для текстильных нитей Vф ≥ 30 м/с (≥ 1800 м/мин).

Технологические процессы формования нитей со скоростью формования более 1800 м/мин, порядка 3000, 6000 м/мин, носят название высокоскоростного формования (ВСФ) и определяются способностью ПЭТФ под влиянием приложенных полей высоко ориентироваться с последующей кристаллизацией. Такая способность ПЭТФ определяется регулярностью строения полимерной цепи, благодаря чему данный полимер способен как образовывать истинную кристаллическую фазу, так и находиться в жидкокристаллическом состоянии. Но это совершенно не означает, что ПЭТФ – жидкий кристалл. Жидкокристаллическое состояние ПЭТФ – это лишь фазовая характеристика, определяющая ближний порядок во взаимном расположении частиц и дальний ориентационный порядок. Поэтому, увеличивая скорость формования, удаётся достичь эффекта максимальной ориентации и заданной, степени кристалличности. Однако надо помнить, что ПЭТФ является сравнительно жёсткоцепным полимером, поэтому обладает малой гибкостью и характеризует по этой причине малой скоростью кристаллизации, т.е. скорость кристаллизации ПЭТФ невелика и значительно меньше скорости кристаллизации гибкоцепного ПП. Это означает, что при проведении технологического процесса в обычных классических условиях в процессе формования получается преимущественно аморфизированный полимер. Регулирование протекающих при формовании процессов ориентации и кристаллизации определяет важнейшие физико-механические показатели волокна и составляет суть физико-механической структуры в процессе формования. Усадочность, т.е. способность к усадке тем меньше, чем выше степень кристалличности; эластичность волокна тем меньше, чем выше степень кристалличности; прочность, устойчивость к многократным деформациям возрастают по мере увеличения степени ориентации и кристалличности.

Небольшие скорости формования до 1000 м/мин для штапельных волокон связаны с большой массой экспедированного полимера: число отверстий в фильере n = 400-600-1000. Такой огромный поток расплава полимера, попадая в шахту, требует интенсивного охлаждения, а создание интенсивного потока воздуха в прядильной тахте исключается, т.к. турбулентность воздуха нарушает стабильность формования. Следовательно, лимитирующим фактором скоростей процесса формования полиэфирных волокон являются процессы теплообмена.

При формовании комплексных нитей число элементарных волоконец 10, 30, 50, 100 – невелико, поэтому возможно создание очень высоких скоростей процесса формования: фирмой «Ай-Си-Ай» (Англия) на ПСКН-1 реализованы скорости до 1500 м/мин; на ПСКН-2 фирмой «Торей» (Япония) – до 3300 м/мин.

Поиск по сайту: