نحوه ساخت الیاف پلی استر: کاربردها، معیارهای انتخاب و راهنمای عملی

در واقع چه مواد اولیه ای وارد الیاف پلی استر می شود؟

الیاف پلی استر پلی اتیلن ترفتالات (PET) است، یک پلیمر متراکم ساخته شده از دو مونومر پتروشیمی: اسید ترفتالیک خالص (PTA) و مونواتیلن گلیکول (MEG).

برخی از خطوط قدیمی هنوز به جای PTA از دی متیل ترفتالات (DMT) استفاده می کنند. پلیمری که به‌دست می‌آید یکسان است، اما مسیر DMT متانول را به عنوان یک محصول فرعی تولید می‌کند، بنابراین کارخانه‌های فیبری مدرن PTA را ترجیح می‌دهند که در مرحله استری‌سازی فقط آب تولید می‌کند.

PET درجه فیبر با ویسکوزیته ذاتی (IV)، معمولاً 0.60 تا 0.70 دسی لیتر بر گرم تعریف می شود. رزین بالاتر از 0.72 دسی لیتر بر گرم سفت تر است و برای درجه بطری مناسب تر است، در حالی که کمتر از 0.55 دسی لیتر در گرم، مذاب به رشته ای تبدیل می شود که برای کشیدن قابل اطمینان آن بسیار ضعیف است.

مواد افزودنی قبل از چرخش وارد می‌شوند: دی اکسید تیتانیوم درخشندگی نیمه کدر یا کاملاً کدر ایجاد می‌کند، مستربچ‌ها رنگ‌های دوپ را می‌دهند و تثبیت‌کننده‌های حرارتی از پلیمر در طول کشش در دمای بالا محافظت می‌کنند.

یک نوع کمتر رایج، پلی سیکلوهگزیلن متیلن ترفتالات (PCDT)، از گلیکول متفاوتی استفاده می کند و انعطاف پذیری بهتری را برای نخ های اثاثه یا لوازم داخلی ارائه می دهد. بیش از 95 درصد از الیاف پلی استر تولید شده در سراسر جهان PET است، بنابراین فرآیندی که در اینجا توضیح داده شده است با آن پلیمر شروع و به پایان می رسد.

پلیمریزاسیون: جایی که کیفیت الیاف پلی استر تنظیم می شود

پلیمریزاسیون قبل از ریسندگی اتفاق می‌افتد و قوام این مرحله همه چیزهای بعدی را تعیین می‌کند.

MEG و PTA ابتدا در دمای 190 تا 230 درجه سانتیگراد تحت فشار واکنش نشان می دهند تا بیس (2-هیدروکسی اتیل) ترفتالات، یک ماده واسطه با وزن مولکولی کم، تشکیل شود. مرحله دوم در دمای 260 تا 280 درجه سانتیگراد و تحت خلاء نزدیک است زیرا MEG اضافی تقطیر می شود و زنجیره های پلیمری رشد می کنند. ترکیبات آنتیموان، تیتانیوم یا ژرمانیوم واکنش را کاتالیز می کنند و هنگامی که مذاب به هدف IV می رسد، فرآیند متوقف می شود.

سپس PET مذاب به رشته‌ها اکسترود می‌شود، در آب سرد سرد می‌شود و به تراشه‌های تقریباً 3 تا 4 میلی‌متری خرد می‌شود. تراشه ها متبلور می شوند و قبل از اینکه بتوانند دوباره ذوب شوند تا رطوبت کمتر از 30 ppm خشک می شوند. آب در دمای چرخش به PET حمله می کند و زنجیره مولکولی را می شکند، بنابراین یک تراشه مرطوب به معنای رشته ضعیف است.

ریسندگی مذاب: چگونه PET مذاب به فیبر پلی استر تبدیل می شود

ریسندگی مذاب تراشه های PET خشک شده را در یک عملیات بدون وقفه به رشته پیوسته تبدیل می کند و این سریع ترین مرحله در کل زنجیره است.

1. تراشه های خشک شده به یک اکسترودر وارد شده و در دمای 265 تا 290 درجه سانتیگراد ذوب می شوند.
2. مذاب از یک بسته فیلتر عبور می کند تا ژل ها و ذرات خارجی را حذف کند.
3. یک پمپ اندازه گیری، مذاب را با حجم ثابت از طریق یک اسپینر، یک دیسک فلزی با 10 تا 100 سوراخ دقیق، فشار می دهد.
4. رشته های در حال ظهور توسط هوای خاموش کننده جریان متقاطع خنک می شوند و در عرض چند متر جامد می شوند.
5. یک پایان چرخشی اعمال می شود و نخ با سرعت 3000 تا 6000 متر در دقیقه روی بسته ها پیچیده می شود.

سرعت برداشت اهرم اصلی است: سرعت بالاتر جهت گیری مولکولی بیشتری را در فیلامنت نشان می دهد، که نسبت کشش مورد نیاز بعدا را کاهش می دهد و نخی با مشخصات انقباض متفاوت تولید می کند.

نخ دوخت پلی استر با کشیدگی کم و بافت نرم این نخ دوخت پلی استر دارای کشیدگی کم، بدون کشش و ثبات رنگ خوب است. این برای بحث در مورد طراحی مناسب است زیرا خواص مکانیکی آن توسط جهت گیری رشته و سرعت جذب شکل می گیرد. مشاهده محصول →

طراحی و بافت: تنظیم استحکام و احساس الیاف پلی استر

فیلامنت تازه چرخیده برای استفاده مستقیم خیلی ضعیف و کشدار است و کشیدن یک مرحله مکانیکی است که هر دو مشکل را برطرف می کند.

نخ 3 تا 5 برابر طول اولیه خود بین رول های گرم شده گود کشیده می شود. زنجیره های پلیمری در امتداد محور الیاف قرار می گیرند، استحکام از حدود 1.5 به 4.0-5.5 گرم در روز بالا می رود و ازدیاد طول در هنگام شکست از بیش از 100٪ به 20-40٪ کاهش می یابد. دمای رسم، نسبت سرعت و منطقه آرامش، تعادل بین قدرت و انقباض را تعیین می کند.

برای نخ 75D/36F، قطر سوراخ نخ ریسی نزدیک به 0.2 میلی متر است و نسبت کشش تنظیم می شود تا ازدیاد طول نهایی حدود 30 درصد باقی بماند. هر کدام از پارامترها را تغییر دهید و دست پارچه تغییر می کند حتی اگر تعداد نخ ها تغییر نکند.

برای نخ‌های پوشاک، معمولاً مرحله بافت‌دهی دنبال می‌شود. بافت با پیچش کاذب رشته را گرم می کند، می پیچد و باز می کند تا چین خوردگی ایجاد کند، در حالی که بافت جت هوا رشته ها را با هوای فشرده حلقه می کند تا ساختاری نرم تر و حجیم تر ایجاد کند.

نخ رنگی با بافت هوا برای بافندگی و اثاثه یا لوازم داخلی نخ های با بافت هوا از نخ های اصلی تقلید می کنند و می توانند از پشم، پنبه یا کتان تقلید کنند. موجود در انکارها مانند 160D تا 1800D، برای فرش، کوسن و لانه حیوانات خانگی مفید است، و پس از مراحل بافت آن را به یک انتخاب مناسب تبدیل می کند. مشاهده محصول →

رشته یا منگنه: دو شکل الیاف پلی استر از یک مذاب

همان مذاب پلی استر می تواند به نخ رشته ای پیوسته یا فیبر اصلی بریده شده به طول ثابت تبدیل شود و این انتخاب به جای اینکه فقط نخ را تغییر دهد، پارچه را تغییر می دهد.

تولید منگنه سه مرحله را بعد از کشیدن اضافه می کند: چین دادن، تنظیم حرارت در 120 تا 180 درجه سانتیگراد و برش. چین و چروک باعث حجیم و انسجام می شود، تنظیم حرارت، چین را در جای خود قفل می کند، و طول برش با سیستم چرخشی که فیبر را پردازش می کند، مطابقت دارد.

پارامترهای کلیدی کیفیت هنگام تهیه الیاف پلی استر

پلی استر به جای صفت ها با اعداد مشخص می شود و پنج پارامتر بیشتر ریسک های منبع یابی را پوشش می دهند.

از آنجایی که رنگرزی نمی تواند در زمان جوش اتفاق بیفتد، گوشه های برش با کیفیت پلیمری مدت ها قبل از اینکه به عنوان یک شکستن نخ ظاهر شود، به صورت تغییر سایه ظاهر می شود. قبل از اینکه به تولید انبوه بپردازید، یک آزمایش کوچک جذب رنگ را روی هر لات جدید اجرا کنید.

بیشتر پلی استر به صورت نخ یا پارچه رنگ می شود، اما الیاف رنگ شده با دوپ در حین ریسندگی رنگ می شود که حمام رنگ را به طور کامل از بین می برد و ثبات رنگ را بهبود می بخشد.

نخ گلدوزی پلی استر با استحکام و کشسانی بالا این نخ گلدوزی که از پلی استر FDY ساخته شده است، قوی، مقاوم در برابر محو شدن، الاستیک و مقاوم در برابر چروک است. با ارائه گزینه ای بادوام برای کاربردهای گلدوزی، زمینه الیاف دوپ رنگ شده را تکمیل می کند. مشاهده محصول →

پلی استر بازیافتی: فیبر یکسان از مواد اولیه متفاوت

پلی استر بازیافتی تقریباً همان مسیر را دنبال می کند و فقط نقطه شروع تغییر می کند.

بطری های PET پس از مصرف شسته، پوسته پوسته، خشک و ذوب می شوند، سپس دوباره پلیمریزه می شوند یا مستقیماً به یک خط چرخش وارد می شوند. rPET بازیافت شده مکانیکی معمولاً با IV پایین‌تر از تراشه تازه وارد می‌شود، بنابراین تولیدکنندگان آن را با پلیمر بکر ترکیب می‌کنند یا پلیمریزاسیون حالت جامد را برای بازسازی وزن مولکولی انجام می‌دهند.

گواهی GRS ادعای محتوای بازیافتی را تأیید می‌کند، این ادعا زمانی مهم است که یک نام تجاری انتشارات منسوجات محدوده 3 را گزارش می‌کند یا نسبت‌های ورودی بازیافتی را دنبال می‌کند. برای قسمت مواد اولیه، نگاه کنید نخ بازیافتی چگونه ساخته می شود و از چه مواد اولیه ای استفاده می شود .

سوالات متداول در مورد تولید الیاف پلی استر

آیا می توان الیاف پلی استر را بدون نفت ساخت؟

پلی استر ویرجین به MEG و PTA مشتق شده از نفت نیاز دارد، اما پلی استر بازیافتی تا 100٪ از آن ماده اولیه را با بطری های PET پس از مصرف جایگزین می کند. فیبر به دست آمده همچنان PET با همان خواص شیمیایی و مکانیکی است.

چرا مذاب به جای دمای بالاتر در دمای 265 تا 290 درجه سانتیگراد چرخانده می شود؟

PET به طور قابل توجهی در بالای 300 درجه سانتیگراد شروع به تخریب می کند. چرخش درست بالاتر از نقطه ذوب، در پایین ترین دمایی که جریان پایداری دارد، حفظ می شود تا از وزن مولکولی محافظت شود و از تشکیل ژل جلوگیری شود.

زنجیره کامل تولید چقدر طول می کشد؟

یک خط نخ ریسی یک بوبین زخم را در چند دقیقه تولید می کند، اما زنجیره کامل از مونومر خام تا رشته آماده پارچه معمولاً یک تا دو روز طول می کشد که کریستالیزاسیون، خشک کردن، کشیدن و گیرش را شامل می شود.

آیا استیپل پلی استر ضعیف تر از فیلامنت پلی استر است؟

خیر. یک فیبر منگنه کشیده شده اساساً دارای استحکامی یکسانی با یک رشته کشیده شده از یک دنیر است، زیرا هر دو یک مرحله جهت گیری را طی می کنند. تفاوت در لمس است، نه قدرت مکانیکی.