بخشی از مقاله
چکیده
فرآیند ذوب ریسی الیاف پلی استر استیپل دارای دو قسمت ریسندگی و کشش می باشد. در هنگام تولید الیاف پلی اتیلن ترفتالات مواردی اتفاق می افتد که پارامترهای تولیدی دچار نوسان شده و کیفیت محصول و خواص مکانیکی الیاف تحت تاثیر قرار می گیرد. از آنجا که در حین تولید چند پارامتر همزمان تغییر می نماید بررسی اثر هر پارامتر پیچیده می گردد. لذا با استفاده از دسته بندی داده ها و تجزیه و تحلیل های آماری تغییرات اشاره شده شامل ویسکوزیته پلیمر ، DEG موجود در پلیمر ، دما و رطوبت نسبی هوای کوینچ بررسی گردیده و شدت اثر هر کدام از تغییرات به صورت مجزا بر روی استحکام و ازدیاد طول الیاف تولیدی در قسمت ریسندگی - الیاف کشیده نشده - بدست آمده است. در ادامه ، سرعت تولید و دنیر الیاف تغییر داده شده و اثر آن بررسی شده و شرایط تولید نیز بهینه سازی گردیده.
- 1 مقدمه
تاکنون مطالعات زیادی بر روی مورفولوژی و خواص الیاف پلی اتیلن ترفتالات - پلی استر - ذوب ریسی شده و تاثیر پارامترهای ریسندگی بر آن انجام شده است. Seng Ho اثر شرایط ریسندگی بر خواص نخ پلی استر در سرعت های بسیار بالا را بررسی کردهCheng .[1] اثر شرایط ریسندگی بر مورفولوژی و خواص الیاف پلی استر را در سرعت بالا بررسی کرده استGang .[2] خواص و ساختار الیاف پلی استر را از سرعت 0,5 الی 8 کیلومتر بر دقیقه مورد مطالعه قرار داده استZiabiki .[3] مطالعات گسترده ای در زمینه وضعیت الیاف پس از رشته ساز انجام داده است و خواص نخ انجام داده است
Kase وMatsuo نیز مقالات بسیاری در این زمینه منتشر کرده اند 5]،Beyreuther .[6 کتاب تحلیلی جامعی در زمینه دینامیک ذوب ریسی ارائه نموده است .[7] در این تحقیقات یک پارامتر مانند سرعت ریسندگی تغییر داده شده و اثر آن بر خواص نخ مانند ازدیاد طول پارگی، استحکام، چگالی، کریستالینیتی، ضریب شکست مضاعف، خواص حرارتی DSC ، شرینکیج در آب گرم و. .. بررسی شده است.
-2 روش تحقیق
-1-2 فرآیند تولید الیاف استیپل
پلیمر پلی اتیلن ترفتالات که از واکنش اتیلن گلایکل و ترفتالیک اسید تولید می گردد - واکنش استریفیکاسیون - به صورت دانه های کوچک به نام گرانول بسته بندی می گردد. این دانه های گرانول در کارخانه های تولید نخ و الیاف ابتدا کاملا خشک شده و مجددا ذوب می گردد و تبدیل به نخ یا الیاف خواهد شد - فرآیند ذوب ریسی - خشک کردن دانه های گرانول بسیار مهم می باشد زیرا در غیر اینصورت آب موجود باعث رخ دادن واکنش برگشتی و تجزیه پلیمر خواهد شد.
Direct spinning روش دیگری است که پلیمر تولید شده به جای تبدیل شدن به گرانول مستقیما به واحد پایین دستی ارسال شده و تبدیل به نخ یا الیاف می گردد. فرآیند تولید الیاف استیپل شامل دو قسمت ریسندگی و کشش می باشد. الیاف تولید شده در قسمت ریسندگی - الیاف کشیده نشده - در باکس های بزرگی به نام کن ذخیره شده و به قسمت کشش ارسال می گردد. در قسمت کشش این الیاف تا حدود 3,5 برابر طول اولیه کشیده شده و توسط دستگاه کریمپر چین داده شده و با طول 38 میلیمتر برش داده می شود.در این مقاله الیاف کشیده نشده که به صورت Direct spinning تولید شده است مورد بررسی قرار خواهد گرفت.نمای شماتیک تولید الیاف در شکل 1 مشاهده می گردد.
پلیمر دریافتی توسط پمپ پلیمر که با RPM - دور بر دقیقه - مشخصی در حال چرخش است افزایش فشار داده شده و از پک عبور داده می شود. پک دارای 4500 سوراخ می باشد که قطر هر سوراخ 198 میکرون است. الیاف تشکیل شده توسط هوای کوینچ خنک شده و پلیمر جامد می گردد. دسته های الیاف بر روی هم قرار گرفته و یک باند ممتد را تشکیل می دهد و از غلتک های فیدرول که با سرعت تولید در حال چرخش می باشند عبور می کند و به سرعت تولید می رسد. در ادامه از غلتک سان فلاور گذشته و در کن ذخیره می گردد. سرعت تولید توسط تغییر سرعت غلتک های فیدرول و سان فلاور انجام می گردد و واحد آن متر بر دقیقه - m/min - می باشد. نسبت RPM پمپ های پلیمر به سرعت تولید نیز مشخص کننده ظرافت الیاف تولیدی که معادل قطر الیاف است می باشد. ظرافت الیاف بر حسب واحد دنیر بیان می گردد که وزن 9000 متر از الیاف بر حسب گرم است.
در حین تولید شرایطی اتفاق می افتد که خواص پلیمر مقداری تغییر می کند. نوسانات IV ، DEG موجود در پلیمر ، نوسانات ایجاد شده در قسمت ریسندگی مانند تغییر دما و رطوبت نسبی هوای کوینچ و اثر آنها بر روی خواص مکانیکی الیاف تولیدی یعنی استحکام تا حد پارگی الیاف و ازدیاد طول تا حد پارگی مورد بررسی قرار گرفته است. در مرحله بعد سرعت تولید و سرعت پمپ های ریسندگی تغییر داده شده و اثر آن بر خواص مکانیکی الیاف یررسی گردیده.
شکل lay out : - 1 - قسمت ریسندگی
-2-2 نوسانات بلند مدت و کوتاه مدت ویسکوزیته
دلیل انتخاب این دو مورد این است که نوسانات کوتاه مدت بر روی قسمت کشش تاثیر می گذارد و در یک کریل کیفیت محصول و رنگ پذیری و راندمان کاهش می یابد و نوسانات بلند مدت باعث نایکنواخت شدن رنگ پذیری بین کریل های مختلف می گردد.
-3 نتیجه گیری
-1-3 اثر نوسانات کوتاه مدت IV پلیمر بر ازدیاد طول و استحکام الیاف
منظور از نوسان کوتاه مدت ، تغییرات IV از یک کن به کن دیگر می باشد زمان تولید هر کن حدود 50 دقیقه است.منظور از نوسان بلند مدت تغییرات IV در روزهای مختلف می باشد.
