Ослабляющие двухкомпонентные микроволокна из полипропилена и ПЭТ, полученные методом экструзионного формования.

Введение: Технология термопластичного напыления — один из самых популярных процессов производства сверхпрочных материалов.
Тонкие волокна на килограмм или суб.
Тысяча центов.
Оно находит применение во всё большем количестве областей, таких как фильтрация, абсорбция, гигиена и производство одежды.
Исследователи и инженеры по всему миру предприняли множество значительных усилий для лучшего понимания этой технологии и усовершенствования оборудования.
Уодсворт и Машевич (1)
Сообщается, что поток полимеризации равен 0.
При скорости потока воздуха 2 г/отверстие/мин полипропилена диаметр волокна был значительно меньше, чем при низкой скорости потока воздуха. Хейнс (2)
Показана корреляция между средним диаметром полипропиленовых волокон и импульсом струи, I . E. e.
Больший импульс на выходе струи приведет к уменьшению диаметра волокна. Брези (3) и Хейнс (2)
Это показывает, что расстояние ата с самым быстрым затуханием полипропиленового провода составляет от 5,08 до 7.
На расстоянии 62 см от кончика формы, после чего существенного изменения диаметра волокна не наблюдалось.
Уюттендале и Шен Давэй (4)
Один из них разработан с использованием полипропилена, а другой —
На основе предыдущих исследований традиционного вращения при плавлении, отверстий и концентрических форм.
Мириам и Хейнс (5)
Также было проведено моделирование распыления расплава полипропилена на основе воздействия воздуха на тонкую проволоку под углом 30 градусов.
С обеих сторон сопла фильеры.
Нетканый материал Bico MB с перекрестным плетением (S/S).
Геометрия поперечного сечения волокон привлекла внимание промышленности и научных кругов.
Биковолокно S/S позволяет сочетать преимущества обоих полимеров для получения уникальных свойств волокна и сетки, например, если два полимера обеспечивают различные свойства при нагревании в монокристаллической структуре.
Процесс сборки MB осуществляется путем манипулирования условиями обработки, такими как температура плавления/формы, производительность, геометрия формы, скорость и температура воздушного потока, расстояние от формы до коллектора (DCD).
И скорость сбора урожая.
Однако из-за различий между двумя компонентами совместная обработка двух полимеров для производства бикристаллического волокна S/S MBfabricg становится более сложной задачей.
Реологические свойства, такие как вязкость расплава (
Вязкость при растяжении и сдвиге)
Тепловые свойства, плотность плавления и скорость кристаллизации.
В связи с растущим интересом и спросом в отрасли.
Ткань Bico MB обладает огромным потенциалом как уникальный продукт.
Для создания более качественной сети bicoMB важно изучить затухание сигнала от нагреваемой проволоки в процессе её обработки.
Экспериментальные частицы полимерного материала ПП, предоставленные химической компанией ExxonMobil, имеют средний размер 3-
Диаметром 5 мм, специально разработан для процесса прядения.
Номинальный расход расплава (MFR)
Это 35 г/10 мин при 230 градусах Цельсия.
ПЭТ волоконного качества (IV = 0,645 [+ или -]0,017)
Кристаллический чип предоставлен компанией Wellman.
При температуре 120 [сухих] градусов
C. поместить в сушилку Conair на 4 часа перед экструзией.
Исследование обработки и подготовки образцов проводилось с использованием Reicofil [R] размером 61 см (24 дюйма).
Производственная линия MBpilot установлена ​​в Центре разработки текстильных и нетканых материалов (TANDEC).
Университет Ноксвилла, штат Теннесси.
Схема проводки MBpilot с возможностью обработки двух элементов приведена в ссылке (6).
Форма MB представляет собой один ряд проходов, включающий 60° [градусов].
Плотность отверстий в линии составляет 25 отверстий на дюйм, а средний диаметр отверстия равен 0.
38 мм, это типичный кристалл MB "конструкции Exxon" (7).
Геометрия пресс-формы задана как 0 воздушных зазоров.
Регрессия на 8 мм и 1,0 мм.
В таблице 1 приведены условия обработки с учетом температуры воздуха, включая производительность полимера, массовое соотношение полимера, расход воздуха, модуль упругости и температуру пресс-формы/воздуха (Ta).
Температура формы (Td) установлена ​​на уровне 599°F (315°C).
Волокна собираются вдоль MBspin в разных местах.
Линия со специально разработанным оборудованием, оснащенным жестким рычагом длиной 51 см.
В приборе используется приводной механизм, обеспечивающий точное считывание положения вдоль направления вращения.
Скорость движения линии и стрелы.
Предметные стекла для микроскопа (2,5 см х 7,6 см)
Надежно подсоедините к дальнему концу рычага под соответствующим углом, под которым будет дуть струя воздуха.
В данной работе устройство для сбора образцов установлено в фиксированном положении.
Следовательно, волокно собирается в одном и том же положении относительно формы MB. Три волокна-
Сформируйте из собранных слайдов изображения для каждой позиции вдоль направления вращения.
Правильная линия и защита.
Эти высокоскоростные производственные образцы используются для определения среднего количества волокон на дюйм толщины, которые затем используются для расчета средней скорости волокна (6).
Была подготовлена ​​еще одна серия образцов с использованием той же методики, но скорость движения манипулятора была относительно низкой для определения среднего диаметра волокон.
Мы предполагаем, что процесс отбора проб не оказывает существенного влияния на диаметр волокна.
Определение диаметра волокна и распределения диаметров волокна с помощью оптического микроскопа Olympus (COP).
И программное обеспечение для анализа изображений (NIH 1.
62, Harvest Company).
На трехглазом микроскопе была установлена ​​камера.
Образец изображения отображается на экране монитора, анализируется с помощью программного обеспечения и сохраняется в файл.
Перед измерением прибор был откалиброван с помощью стандартного миллиметра.
Сообщается, что в среднем на каждой заданной позиции на линии MBspinline регистрируется 150 показаний диаметра волокна.
Профиль распределения диаметров волокон строится путем построения графика частоты встречаемости диаметров волокон в соответствии с соответствующей классификационной группой размеров волокон.
Результаты и обсуждение: распределение диаметров волокон определяется путем измерения волокон, собранных на разных расстояниях от формы MB на линии вращения.
На рисунке 1 сравниваются 100% ПП и 100% ПЭТмоно-
Компонентное MB-волокно и бикомпозитное MB-волокно из PP/PET. Оба моно-
Диаметр удвоенного волокна резко уменьшается на расстоянии 5 километров от формы.
Шелк полипропилена истончается быстрее, чем шелк полиэтилентерефталата, в то время как шелк бикоистонита истончается со средней скоростью, промежуточной между полипропиленом и полиэтилентерефталатом.
После начальных 5 сантиметров полипропиленовая нить непрерывно уменьшается в размере с меньшей скоростью до точки замерзания, что составляет, очевидно, 10–13 см.
Начиная с этого момента, уменьшение диаметра волокна на большем расстоянии минимально.
Средний диаметр ПЭТ-нитей непрерывно уменьшался до 6.
На расстоянии 3 см от формы диаметр волокна был увеличен примерно до 20.
3 см от смерти.
Это интересный результат для сплавленных микроволокон ПЭТ.
Поскольку отсутствует устройство для перемещения нити на высокой скорости, волокно MB Pet, вероятно, будет сжиматься в этом диапазоне вращения, когда сопротивление воздуха во время обработки станет очень слабым.
Температура реактивной струи упала с 315 [наблюдаемых] градусов.
На выходе из аварийной зоны примерно 93,3 градуса.
C 5 см от формы (6).
Это приводит к относительно быстрому эффекту гашения ПЭТ-волокон, в результате чего доля кристаллов составляет от 5% до 15% (6, 8).
Таким образом, усредните цену
Измерение усадки сетки MB Pet достигает 30-55% (9).
Бикомпозитное волокно MB, состоящее из 50% ПП и 50% ПЭТ, имеет аналогичную кривую затухания.
После быстрого затухания средний диаметр нити продолжает медленно уменьшаться.
Однако, по сравнению со 100% полипропиленовой проволокой, ПЭТ-компонент снижает этот уровень.
С другой стороны, PP-компонент помогает замедлить затвердевание деталей из ПЭТ.
Следовательно, точка замерзания бициклического волокна MB смещается дальше вниз по потоку от линии вращения.
Кривая затухания волокон из 50% ПП/50% ПЭТ ближе к кривым для 100% ПЭТ, что указывает на то, что ПЭТ является определяющим компонентом конечного диаметра двухкомпонентного волокна.
Изображение на рисунке
На рисунке 2 показано затухание и запутывание двухкомпонентных волокон, состоящих из 75% полипропилена и 25% полиэтилентерефталата.
На некотором расстоянии вблизи микросхемы МБ волокна расположены почти параллельно направлению воздушного потока, а количество волокон в точке пересечения задано на определенной длине.
Направление воздушного потока значительно меньше.
С увеличением расстояния ориентация волокна начинает нарушаться, и происходит закручивание.
Нет сомнения, что эти волокна в большей степени переплетаются и образуют пучки или жгуты, когда они отлетают на большее расстояние от формы.
Этот результат согласуется с предыдущими наблюдениями (10).
На расстоянии около 5 см от микросхемы МБ турбулентность воздушного потока становится значительной, и шелковая нить сильно затухает, уменьшаясь с нескольких сотен микрометров до нескольких сотен микрометров.
Хотя нить быстро ускоряется вблизи формы, скорость нити уменьшается после достижения максимального значения (6)
Это приводит к засорению волокна на большом расстоянии от формы.
Турбулентность воздуха и закупорка волокон в процессе MB считаются двумя основными причинами намотки и слипания волокон.
Хотя во многих соответствующих статьях обычно указывается конечный средний диаметр волокна (1-5)
Распределение размеров частиц оптического волокна в процессе затухания обычно игнорируется.
В данной работе мониторинг распределения волокон вдоль линии прядения позволяет получить важную информацию о влиянии затухания волокон, структурном развитии и условиях обработки.
На рисунке 3 показано распределение диаметров полипропиленовых волокон в разных местах. В точке 2.
На расстоянии 5 см от печатающей головки распределение диаметров волокон очень широкое, охватывая размеры волокон от 1 мкм до 20 мкм.
Явных преимуществ нет.
Расстояние от кристалла (DFD)
С увеличением диаметра волокна основные группы появляются в диапазоне меньших диаметров волокна, а распределение становится все уже. При значении DFD, равном 16.
5 см, 92% волокон имеют размер от 0,5 мкм до 4 мкм; при 29.
При увеличении на 2 см число возросло до 98%.
Следовательно, затухание полипропиленовой нити всегда происходило на пути коллектора и становилось все более равномерным по размеру волокна.
На рисунке 4 показано распределение диаметров полипропиленовых волокон в разных точках вдоль линии прядения при более высоких скоростях воздушного потока, демонстрирующее ту же тенденцию развития затухания волокон и изменения распределения диаметров волокон³.
Разница между графиком 3 и рис.
Пункт 4 расположен преимущественно рядом с плесенью.
При более высокой скорости воздушного потока распределение волокон становится относительно узким, а степень затухания нитей — выше.
Вполне логично учитывать повышенное сопротивление воздуха, оказываемое на проволоку, рассматривая ее как мягкую, расположенную недалеко от формы.
При увеличении диаметра DFD до 12 см разница между случаями низкого и высокого расхода воды заметно исчезла.
Это наблюдение показывает, что влияние скорости воздушного потока на затухание сигнала в волокне проявляется главным образом в узком диапазоне вблизи формы.
При аналогичных условиях обработки ПЭТ-волокна демонстрируют широкое распределение и две основные группы в разных положениях линии прядения, за исключением случаев, когда они находятся очень близко к кончику формы (DFD = 1,27 см).
Как показано на рисунке 5.
При наличии более чем 6 точек распределение волокон ПЭТ, по-видимому, шире. 35 см.
Сопоставление этих результатов с кривой затухания волокон шерсти животных, показанной на графике, позволяет
1. Можно сделать вывод, что ПЭТ-волокно не изнашивается в постоянной степени, и распределение размеров волокон будет формироваться даже в одном и том же волокне.
В непрерывных волокнах участок с большим затуханием, вероятно, будет обладать большей степенью кристалличности, чем участок с меньшим затуханием.
Следовательно, при пролете над определенной точкой меньшая часть затухания может уменьшиться в большей степени (когда DFD = 6).
(35 см, в данном случае)
В результате этого происходит более широкое распространение оптических волокон.
На рисунке 6 показано распределение диаметров волокон 50% ПП/50% ПЭТбико в разных точках линии вращения.
Эксперимент проводился в следующих условиях: производительность составляла 15 кг/ч, а температура формы и температура воздуха были установлены на уровне 315 [градусов].
C. поток воздуха в 9:00. 91 SCMM (
Стандартные кубические метры в минуту)
DCD составляет 48,3 см.
Аналогично, с увеличением DFD распределение диаметров волокон становится все уже и уже, при этом основная масса волокон сосредоточена в области меньшего размера.
Как показано на рисунке, кажется, что при более высоких скоростях воздушного потока оно сужается. 7.
Эта разница наблюдается на значительном расстоянии от формы, например, 20,32 см.
В области, близкой к микросхеме MB, распределение диаметров волокон имеет схожую ширину.
Сравнивая кривую распределения диаметров волокон двухрядной проволоки с кривыми распределения диаметров волокон 100% полипропилена (ПП) и 100% полиэтилентерефталата (ПЭТ), было обнаружено, что профиль распределения диаметров волокон двухрядной проволоки шире, чем у полипропиленовой проволоки, и очень похож на профиль волокон ПЭТ.
Ещё одно важное наблюдение заключается в том, что профиль распределения волокон в двойных проводниках также демонстрирует двойное расположение.
Пик, хотя один из этих двух пиков становится сильнее другого, когда DFD приближается к 20,32 см.
Как обсуждалось в предыдущем разделе, компоненты из ПЭТ обладают уникальными свойствами, такими как высокие температуры стеклования и плавления.
Очевидно, что ПЭТ контролирует контур распределения диаметров волокон бикофиламента и препятствует затуханию филамента, что приводит к значительному расширению распределения диаметров волокон. Двойной
Пик на кривой распределения диаметров волокон ПП/ПЭТ и 100% ПЭТ может быть связан с сопротивлением воздуха на нити и кривой вязкости при растяжении прядильной линии, но на момент проведения данного исследования точная причина этого явления еще не ясна.
Заключение два одиночных и два
За 5 см времени до образования формы нити компонентов распадаются с нескольких сотен микрометров до нескольких микрометров, после чего они медленно распадаются вдали от формы.
Диаметр нити Bico MB находится между диаметром нити из 100% полипропилена (PP) и полиэтилентерефталата (PET).
С увеличением процентного содержания ПЭТ конечный диаметр волокна приближается к диаметру волокна, содержащего 100% ПЭТ.
Компонент ПЭТ в составе бикарбонатного волокна контролирует конечный диаметр волокна.
На небольшом участке вблизи формы нить выровнена по направлению воздушного потока.
Начинайте наматывать примерно с 2.
На расстоянии 5 см от формы направление становится все более случайным по мере увеличения расстояния.
Люди на диете
Хотя волокна значительно деградируют на начальных 5 или 7 см, обнаружено, что распределение диаметров этих волокон широкое и сужается по мере удаления волокон от формы.
Диаметр полипропиленовых волокон вблизи формы более однороден, а скорость воздушного потока выше.
На относительно большом расстоянии от формы влияние скорости воздушного потока на распределение размеров волокон незначительно.
Распределение диаметров волокон шелка Bico шире, чем у одного типа полипропилена.
Чем выше скорость воздушного потока, тем уже распределение размеров волокон бико-проволоки.
Рисунок 1 слегка][
Рисунок 3 слегка][
Рисунок 4 слегка][
Рисунок 5. Слегка][
Рисунок 6 слегка][
Рисунок 7. Слегка]
Благодарим автора за финансовую поддержку Центра разработки текстильных и нетканых материалов при Университете Теннесси в Ноксвилле для проведения данного исследования.
Они поблагодарили компанию Exxon Mo Chemical за пожертвование полипропиленовой смолы и выразили искреннюю благодарность доктору из компании Exxon Mo Chemical.
Дэвид Гана, директор TANDEC, поддержал его. ССЫЛКИ (1. )LC
Уодсворт и О.
Мушелевич, бумажная книга.
Четвертая международная конференция по полипропиленовому волокну и текстилю. С. 47. 11-47.
20, Ноттингем, Великобритания (сентябрь 1987 г.). (2. )BD
Хейнс, «Экспериментальные и аналитические исследования по производству микроволокон с использованием однонаправленного процесса напыления методом плавления», диссертация.
Университет Теннесси, Ноксвилл (1991). (3. )Х. Инь. З. Янь. и РР
Брези, Internationalwovens J., 8(1), 60-65 (1999). (4. )MAJ
Уйттендейл и РЛ
Шен Давэй, Американское общество инженеров-химиков. , 36(2), 175(1990). (5. )М.В. Миллиган и Б.Д. Хейнс, Дж.
Прикладная полимерная наука, 58,159-163 (1995). (6. )Р.
Чжао, «два Полипропилен/поли (
Домашний питомец)
Нетканый материал из микрофибры, полученный методом распыления расплава.
Докторская диссертация в Университете Ноксвилла, штат Теннесси (2001). (7. )Дж. У. Хардинг.Дж. П. Келлер. и Р. Р.
Бантин, «Формование методом термоплавления для производства тканевых ковриков», Соединенные Штаты Америки.
Патент 3 825 380 (23 июля 1974 г.). (8. ) П. Чжао, Л. К. Уодсворт, К. Сунь и Д. Чжан.
«Тонкотканые материалы после термообработки ультраволокон, полученных методом двухкомпонентного выдувного формования ПП/ПЭТ».
Polymer International (в печати). (9. )Р. Чжао. Д. Чжан. К. Сунь и Л. К. Уодсворт.
Свойства и характеристики нетканых материалов из микроволокон ПЭТ, ПП/БЭС и ПП/ПЭТ, полученных методом горячего взрыва, с применением техники напыления.
Том «Лечение».
10-я конференция TANDEC
Ноксвилл, семестр. (Ноябрь 2000 г.). (10. )Х. Инь, З. Ян, В.К. Ко и Р.Р. Брези.
Международный нетканый материал J., 9(4). 25-28 (2000). Жунго Чжао (1)(1. )
Текущий адрес: Биаксовая волоконная пленка, N992, отдел контроля качества, офис B.
Гринвилл, Висконсин, 54942.