whatsapp call admin

مقاله ذوب ریسی الیاف پلی اتیلن ترفتالات با استفاده از چیپس گرید بطری

word قابل ویرایش
13 صفحه
10700 تومان
107,000 ریال – خرید و دانلود

*** این فایل شامل تعدادی فرمول می باشد و در سایت قابل نمایش نیست ***

ذوب ریسی الیاف پلی اتیلن ترفتالات با استفاده از چیپس گرید بطری
چکیده
الیاف بشر ساخته بیش از ۵٠ سال است که به صورت تجاری با روش ذوب ریسی تولید می شوند. در میان الیاف مصنوعی الیاف پلی استر اهمیت ویژه ای یافته است . برای اغلب فرآیندها تاکید مداوم بر افزایش توان تولید در یک سطح کیفی ، یا بهبود کیفیت برای یک سطح تولید مدنظر است . دمای مذاب ، ویسکوزیته ذاتی مذاب ، سرعت تغذیه و سرعت برداشت پارامترهای کلیدی برای پروسه ذوب ریسی پلی اتیلن ترفتالات می باشند. از بین پارامترهای یاد شده تاثیر ویسکوزیته ذاتی یا وزن مولکولی پلیمر بر خواص الیاف تولیدی در یک پروسه ذوب ریسی مورد بررسی قرار گرفت .
واژگان کلیدی : الیاف ، پلی استر، گرید بطری ، ذوب ریسی

١- مقدمه
پلی استر از سال ١٩۵٠ برای تولید الیاف استفاده می شود و سابقه اولین استفاده از پلی استر(پلی اتیلن ترفتالات ) در بسته بندی به سال ١٩٧٠ یعنی زمانیکه کمپانی Dupont تولید پلاستیک ها از پلی استر با وزن مولکولی بالا را گسترش داد، بر می گردد. از آن پس پارامترهای زیادی از جمله وزن سبک ، دسترسی آسان ، قابلیت بازیافت و خواص زیست محیطی مناسب باعث برتری استفاده از PET برای مصارف بسته بندی شده است [ ١] .
استحکام و مدول بالا، جمع شدگی کم ، ثبات حرارتی بالا، ظرافت کم و مقاومت شیمیایی خوب از قابلیت های بالای PET به شمار می روند[٢ . دمای مذاب ، ویسکوزیته ذاتی مذاب ، سرعت تغذیه و سرعت برداشت پارامترهای کلیدی برای پروسه ذوب ریسی پلی اتیلن ترفتالات می باشند[٣] .
IV (ویسکوزیته ذاتی ) و درصد کریستالینیتی الیاف پلی استر کارایی محصول نهایی را تعیین می نماید و ویسکوزیته بالاتر منجر به افزایش میزان کریستالینیتی الیاف می گردد[٢] .
شکل ١سهم مصرف جهانی الیاف مختلف را در سال ٢٠٠۵ نشان می دهد. سهم ظرفیت تولید الیاف PET در مناطق مختلف دنیا در شکل ٢ نشان داده شده است . رشد تولید الیاف PET بین سالهای ٢٠٠۵ تا ٢٠١٠ به صورت شکل ٣ پیش بینی می گردد[۴]

PET بین سالهای ٢٠٠۵ تا ٢٠١٠ PET با گرید بطری نسبت به گرید الیاف از لحاظ زیر متفاوت است :
– بالاتر بودن ویسکوزیته ذاتی ( ٠.٨۵-٠.٨ برای گرید بطری در مقایسه با ٠.۶٢-٠.۶٠ برای گرید الیاف )
– بالاتر بودن میزان کریستالینیتی
– شفافیت کمتر
– پایین بودن میزان درصد الیگومرهای حلقه ای به میزان کمتر ٠.۵ درصد وزنی
– وجود ١٢-١٠ % کومنومر مانند ایزو فتالیک اسید[١] .
٢- آزمایش ها
٢-١- مواد اولیه
پلیمرهای مورد استفاده در این مطالعه از شرکت پتروشیمی شهید تندگویان تهیه گردید. گریدهای TG۶۴١، BG٧٨١ و BG٨٢١ مورد آزمایش قرار گرفتند.
مشخصات مربوط به این پلیمرها در جدول ١ نشان داده شده است .

٢-٢- شرایط آزمایش
چیپس های PET قبل از عملیات ذوب ریسی بایستی خشک شده و برای جلوگیری از تخریب هیدرولیزی در حین فرایند ذوب ریسی خشک نگه داشته شوند. عملیات خشک کردن در دمای ١٨٠ درجه سانتیگراد و نقطه شبنم ۴٠- درجه سانتیگراد انجام پذیرفت . برای چیپس های گرید الیاف بدلیل کریستالینیتی پائین بایستی عملیات کریستالیزاسیون جهت جلوگیری از کلوخه شدن در دمای بالای فرایند خشک کردن انجام پذیرد.
کریستالایزر از نوع مارپیچ چرخان و با سیرکولاسیون داخلی مواد، ظرفیت ٨٠٠ کیلوگرم ، دمای قابل تنظیم ١٣٠-١٠٠ درجه سانتیگراد و زمان ماند ٩٠-۶٠ دقیقه می باشد. سیستم انتقال چیپس از کریستالایزر به خشک کن از نوع جابجایی با هوا(Air conveying) و مدت زمان اقامت چیپس در خشک کن حدود ٣ ساعت می باشد.
سیستم انتقال چیپس از خشک کن به اکسترودر نیز از نوع جابجایی با هوا است . با توجه به دانه بندی چیپس های گرید بطری هیچگونه تغییری در سیستم خشک کن و انتقال مواد اعمال نگردید، با این تفاوت که در مورد چیپس های گرید بطری عملیات کریستالیزاسیون انجام نشد.L.D اکسترودر برابر ٣٠ و دارای ٩ ناحیه حرارتی بود.
دمای اکستروژن بر حسب نیاز از ٢۴٠ تا ٣٠٠ درجه سانتیگراد قابل تنظیم می باشد. سیستم تعویض فیلتر از نوع دو فیلتره و با مش ۵۰mesh.in و تعداد موقعیت های ریسندگی ۴ عدد و تعداد روزنه های هر رشته ساز ٢١٠٠٠ روزنه می باشد. خط تولید الیاف مورد استفاده در این مطالعه ساخت شرکت FARE ایتالیا و از نوع پیوسته و دارای سیستم کشش تک مرحله ای بود. دمای کشش ٢۶٠-٢۴٠، دمای غلتک های آنیلینگ ١٣٠ درجه سانتیگراد، کریمپر از نوع جعبه تراکمی ، دمای خشک کن ها ١۴٠-١٢٠ درجه سانتیگراد و کاتر از نوع Lummus بود.
برای ارزیابی اثر IV، چیپس های مورد استفاده در نسبت های مختلف (جدول ٢) مورد آزمایش قرار گرفتند. در مورد مخلوط گرید الیاف و بطری پس از انجام کریستالیزاسیون چیپس های گرید الیاف برای نسبت های مشخص شده ، مقادیر وزن شده از چیپس گرید بطری درون کریستالایزر اضافه و به مدت ١٠ دقیقه عملیات مخلوط کردن انجام پذیرفت . مواد پس از خشک شدن به کمک سیستم هدایت هوا به قسمت تغذیه اکسترودر انتقال یافتند. پس از خروج الیاف نوریس از رشته سازها، تنظیمات دمایی برای ناحیه های حرارتی اکسترودر و نیز هوای خنک کننده جهت جریان یکنواخت و پایدار انجام پذیرفت .
سرد کردن الیاف به کمک هوای خنک کننده و با دمای تقریبی ٢٠ درجه سانتیگراد انجام شد. الیاف پس از تماس با غلتک های افزاینده لعاب ریسندگی ، عملیات کشش درون آون حرارتی بین دو مجموعه غلطک ١و٢ (گادت ١و٢)، مرحله آنیلینگ روی مجموعه غلتک های ٣ (گادت ٣) و عملیات تکسچرایزینگ درون کریمپر، به سمت خشک کن ، کاتر Lummus و نهایتا سیستم عدل بندی هدایت شدند.

٢-٣- تکنیک های ارزیابی پلیمر و الیاف دانسیته چیپس
اندازه گیری دانسیته چیپس های پلی استر مطابق با استاندارد ١-١١٨٣ DIN EN ISO انجام پذیرفت [۵].
رابطه ١ جهت تعیین میزان کریستالینیتی با استفاده از اندازه گیری دانسیته به کار می رود:

که برای PET:

X درصد کریستالینیتی و زیروندهای a و c به ترتیب به فازهای آمورف و کریستالی بر می گردند[٧،۶].
کالریمتری روبشی تفاضلی
مطالعات دمایی بر روی پلی استرهای مختلف به کمک سیستم آنالیز حرارتی مدل Thermosystem FP٩٠٠ و کوره FP٨۵ ساخت کمپانی Mettler Toledo سوئیس (١٩٩۶) به همراه نرم افزار ارزیابی و کنترل آن ، انجام پذیرفت [٨].
کالیبراسیون دستگاه براساس دستور کار سازنده انجام گرفت و سپس ۵ میلیگرم نمونه درون بوته آلومینیومی با مشخصات حجم بوته ۴٠ میکرولیتر، فشار کل بیشینه ٣٠٠ کیلوپاسکال ، ثابت زمان تاخیر ٢٢ ثانیه ، ثابت زمان سیگنال ١٣ ثانیه و حساسیت گرماسنجی ٢۴٠ مرحله بر میلی وات قرار داده شد[٩،٨]. برنامه گرمادهی به نمونه ها، از ٣۵ تا ٣٠٠ درجه سانتیگراد و با نرخ ١٠ درجه سانتیگراد بر دقیقه بود. برای اندازه گیری گرمای ذوب از روی نمودار بدست آمده ، محدوده انتگرال گیری از دمای انتقال شیشه ای آغاز و تا دمایی که پلیمر بطور کامل ذوب گردد، ادامه داده شد[١٠].
کالریمتری روبشی تفاضلی (DSC) برای اندازه گیری میزان کریستالینیتی و آرایش مولکولی الیاف به کار می رود. اساس این آنالیز براساس اختلاف در گرمای ذوب فرم کریستالی وغیر کریستالی پلیمر می باشد. این روش به صورت گسترده ای جهت تحلیل های حرارتی به کار می رود. درجه کریستالینیتی از نسبت گرمای ذوب پلیمر و آنتالپی ذوب نمونه ١٠٠% کریستالی (رابطه ٢) تعیین می شود[١٠،٧،٢].

ΔHf گرمای ذوب پلیمر%١٠٠ کریستالی است که برای PET حدود cal.gr٣٣۴۵(معادل J.gr١۴٠) گزارش شده است . Tg دمای تبدیل شیشه ای و Tm دمای ذوب پلیمر نیز DSC تعیین می شود. اندازه گیری خلوص پلیمر نیز با توجه به پیک های اضافی یا شیفت منحنی به کمک پارامترهای DSC قابل توجه است [ ١١،٢] .

اندازه گیری ظرافت الیاف
اندازه گیری ظرافت الیاف به وسیله دستگاه ۴٠٠ VIBROSKOP ساخت کشور اتریش مطابق با استاندارد١۵٧٧ ASTM انجام پذیرفت [ ١٣،١٢] .
اندازه گیری استحکام و ازدیاد طول الیاف

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
word قابل ویرایش - قیمت 10700 تومان در 13 صفحه
107,000 ریال – خرید و دانلود
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد