بخشی از مقاله
چکیده:
هدف از این مطالعه بررسی تأثیر زماندهی و دمای هیتر اول بر خواص فیزیکی نخ تکسچره شده تاب مجازی پلی بوتیلن ترفتالات شامل خواص مکانیکی - استحکام و ازدیاد طول پارگی - و خواص موجی - جمع شدگی تجعد، مدول تجعد و پایداری تجعد - است. الیاف نوریس در دمای 257 درجه سانتیگراد و با سرعت 2845 متر بر دقیقه تولید شد.
الیاف نوریس بین دمای 200 -160 درجه سانتیگراد با گام 10 درجه سانتیگراد تحت عملیات کشش-تکسچرایزینگ قرار گرفتند. در عملیات تکسچرایزینگ با افزایش دمای هیتر اول جمع شدگی تجعد، مدول تجعد و پایداری تجعد نخ افزایش یافت، اما تاثیر قابل توجهی بر ازدیاد طول پارگی و استحکام نخ نداشت. بهعلاوه خواص فیزیکی نخ تکسچره شده پلی بوتیلن ترفتالات بعد از 80 روز در محدوده مجاز بودند که این یک امتیاز محسوب میشود و مزیت نگهداری نخهای پلی بوتیلن ترفتالات تکسچره شده در مقایسه با پلیاتیلن ترفتالات و پلیپروپیلن را نشان میدهد.
مقدمه
در میان بسیاری از پلیاسترهای در دسترس 3 نوع محبوب و عمومی برای منسوجات و پوشاک صنعتی PET, PBT و PTT هستند.
شکل -1 فرمول مولکولی PET، PBT و [2] PTT
PBT یک رزین ترموپلاستیک مهم برای قالبریزی، فیلم و الیاف مصنوعی است. بهعنوان یک لیف در بیشتر کاربردها به دلیل توانایی پردازش به لیف با جهندگی و قابلیت رنگرزی بالا استفادهشده است.
لیفPBT کششپذیری و بازگشت بالا با شکلپذیری کم، استحکام کششی خوب، مقاومت در برابر کلر، مواد شیمیایی و نورUV دارد. لیف PBT نرم، انعطافپذیر و درخشنده است و زیردست مطبوع دارد. به دلیل جذب رطوبت کم - %0/4 - ، بهسرعت خشک میشود. بهراحتی در دمای 100 درجه سانتیگراد قابل رنگرزی است. تجعد پایدار از ویژگی های بسیار خوب برای نخهای BCF است. زمان دهی یک فرایند طبیعی در مواد بهویژه در پلیمرها است. برخی مثالهای تغییر خواص در طول زمان دهی در منسوجات تغییر خواص فیزیکی، قدرت رنگرزی، ابعاد، زیردست، تورم، وزن و غیره است
در مواد پلیمری، بهویژه الیاف، چندین نوع زمان دهی مانند فیزیکی، فوتوشیمیایی، شیمیایی، حرارتی و مکانیکی ممکن است اتفاق بیفتد که ساختار و خواص را به روشهای مختلف تحت تأثیر قرار میدهد.[8] تکسچرایزینگ به مجموعه عملیاتی گفته میشود که در آن الیاف مصنوعی نظیر پلی استر، نایلون، آکریلیک و نظیر آن، خواصی را به دست میآورند که به ویژگیهای الیاف طبیعی نظیر پنبه، پشم، ابریشم و غیره نزدیک میگردندM.Abbasi .[9] و همکارش در اثر زمان دهی نخ نایلون 6 تکسچره شده تاب مجازی مقداری نوسان در خواص کششی در طول 60-50 روز مشاهده کردند. خواص موجی پاسخ مشابه با خواص کششی نشان داد، جز اینکه زمان ثابت شدن کوتاهتر بود.
بخش تجربی
بدین منظور چیپس PBT با ویسکوزیته ذاتی0/87 dl/g در دمای 180 درجه سانتیگراد به مدت 8 ساعت تحت گاز نیتروژن خشک شد. برای تولید نخ فیلامنتی از دستگاه ذوب ریس استفاده شد که، اکسترودر دارای L/D = 2 و پمپ ریسندگی دارای ظرفیت 4/2 cc بود. رشته ساز دارای قطر 0/25 میلیمتر بود. الیاف پلی بوتیلن ترفتالات در دمای 257 درجه سانتیگراد و با سرعت 2845 متر بر دقیقه ریسیده شد.
اول 160 تا 200 درجه سانتیگراد با استفاده از دستگاه تکسچرایزینگ ساخت شرکت Barmag کشور آلمان انجام شد. سپس نمونهها به مدت 80 روز زمان دهی شدند و هر 20 روز خواص فیزیکی نخها اندازهگیری شد.
اندازهگیری خواص کشش
بهمنظور اندازهگیری خواص کششی نخ - استحکام و ازدیاد طول تا حد پارگی - از دستگاه 500SIGMA که بر اساس سیستم نرخ ثابت ازدیاد طول کارمی کند، استفاده شده است. سرعت حرکت فکها برای نمونهها 500 mm/min و طول اولیه نمونهها mm 400 انتخابشده است.
اندازهگیری خواص موجی نخ تکسچره شده خواص موجی نخ تکسچره شده - جمع شدگی تجعد، مدول تجعد و پایداری تجعد - مطابق استاندارد اندازهگیری شد.
نتایج و بحث
- استحکام
جدول 1 -نتایج تجزیه واریانس - میانگین مربعات - خواص فیزیکی نخ
بر استحکام نخ در شکل 1 آمده است. نتایج تجزیه واریانس نشان داد که اثرات زمان و دما و اثر متقابل این عوامل بر استحکام نخ معنیدار بود - جدول . - 1 نتایج آماری توسط نرم افزار sas نشان داد که عملیات تکسچرایزینگ در دماهای مختلف تاثیرمعنیداری بر استحکام نخ نداشت. هچنین در دماهای 160 و 180 درجه سانتیگراد گذشت زمان تاثیر معنیداری بر استحکام نخ نداشت.
شکل -1تأثیر زمان و دما بر استحکام نخ
- ازدیاد طول پارگی
تاثیر زماندهی نخهای تکسچره شده در دماهای مختلف هیتر بر ازدیاد طول پارگی نخ در شکل2 آمده است. نتایج تجزیه واریانس نشان داد که ازدیادطول نخ تحت تاثیر زمان قرار نگرفت، اما در دماهای مختلف تفاوت معنیداری نشان داد - جدول. - 1 با اندازه گیری ازدیاد طول پارگی نخ بعد از عملیات تکسچرایزینگ - روز اول - در دماهای مختلف هیتر اول تاثیرمعنیداری بر ازدیاد طول نخ مشاهده نشد اما در روزهای دیگر تفاوت معنیداری داشت
شکل -2تأثیر زمان و دما بر ازدیاد طول پارگی نخ
- جمع شدگی تجعد
تاثیر زماندهی نخهای تکسچره شده در دماهای مختلف هیتر بر جمع شدگی تجعد نخ در شکل3 آمده است. اثرات زمان و دمااثر متقابل این عوامل بر جمعشدگی تجعد نخ معنیدار بود - جدول. - 1 نتایج آماری توسط نرم افزار sas نشان داد که در عملیات تکسچرایزینگ با افزایش دمای هیتر اول جمع شدگی تجعد افزایش یافت. دمای 200 درجه و 160 درجه با مقادیر 20/97 و 38/42 به ترتیب دارای بیشترین و کمترین مقادیرجمعشدگی تجعد بودند. همچنین در دمای 170 درجه سانتیگراد گذشت زمان تاثیر معنیداری بر جمع شدگی تجعد نخ نداشت.
شکل -3تأثیر زمان و دما بر جمع شدگی موج
- مدول تجعد
مدول تجعد نخ تحت تاثیر زمان و دما و اثر متقابل این عوامل قرار گرفت - جدول. - 1 نتایج آماری توسط نرم افزار sas نشان داد که در عملیات تکسچرایزینگ با افزایش دمای هیتر اول مقادیر مدول تجعد افزایش یافت. دمای 200 درجه سانتیگراد بیشترین مقدار - 21/48 - و دمای 160 درجه سانتیگراد کمترین مقدار - 10/66 - مدول تجعد را داشتند. در دماهای 160 و 170 درجه سانتیگراد گذشت زمان تاثیر معنی داری بر مدول تجعد نداشت.
- پایداری تجعد
اثر زمان و دما و اثر متقابل آنها بر پایداری تجعد نخ معنیدار بود - جدول. - 1 به طوریکه نتایج آماری توسط نرم افزار sas نشان داد که در عملیات تکسچرایزینگ با افزایش دمای هیتر اول پایداری تجعد افزایش یافته است. مقادیر پایداری تجعد برای دماهای 200 و 160 درجه سانتیگراد به ترتیب 89/76و 75/3 بود.
