El hilado de fibras de poliéster es un proceso físico complejo. En este proceso, mediante la transferencia de calor y fuerza, el polímero experimenta transformaciones de sólido (viruta) a líquido (fundido) y de nuevo a sólido (fibra). Estas transformaciones influyen significativamente en las propiedades de la fibra.
1.Preparación de polímeros fundidos
Al utilizar una extrusora de tornillo, las virutas se calientan gradualmente y se funden parcialmente en la sección de entrada. Después de alcanzar la etapa de compresión, debido a que la ranura de la rosca cambia de profunda a superficial, el material se comprime y se funde por completo. Posteriormente, se mide y homogeneiza en la sección de medición. Finalmente, las impurezas en el fundido se filtran a través dePolvo metálico,Filtro de disco de hoja,Filtro de vela, Filtro de paquete giratorioy otros productos de filtrado.
2.Formación de fluidos poliméricos fundidos y solidificación
El polímero fundido se vuelve más delgado y largo bajo la acción combinada de la fuerza de bobinado y el flujo de aire de enfriamiento, solidificándose en fibras nacientes. Durante el proceso de formación del polímero fundido, existen campos de distribución de gradiente de viscosidad, velocidad, tensión y temperatura, denominados campo de viscosidad, campo de velocidad, campo de tensión y campo de temperatura, respectivamente. Las propiedades de las fibras curadas están estrechamente relacionadas con la influencia de estos campos.
a. Área de entrada: se refiere a la parte en forma de campana de cada orificio de la hilera por donde pasa el polímero fundido.
b. Área de flujo del orificio: se refiere al área por donde fluye el material fundido en el orificio capilar de la hilera.
c. Área de inflado: se refiere al área después de que el goteo de material fundido sale del orificio de la hilera.
d. Zona de deformaciónLa zona de deformación también se denomina zona de condensación, que es la zona más importante en el proceso de hilado.
e. Zona de estabilizaciónUna vez que el hilo fundido se solidifica en fibra, el diámetro se estabiliza y la velocidad ya no cambia.
3.Formación de lubricación, humectación y enrollamiento
Como la fibra de hilado es relativamente seca, genera fácilmente electricidad estática. Además, la cohesión entre los monofilamentos es baja, los filamentos están sueltos y el coeficiente de fricción es alto, por lo que resulta imposible realizar un procesamiento posterior. Al lubricar y humedecer los filamentos, se elimina la electricidad estática y se lubrican, lo que facilita el agrupamiento, el estiramiento y la torsión. El bobinado se completa mediante la cooperación de los godets superior e inferior, los godets transversales y los rodillos de fricción. La función de los godets superior e inferior es cambiar la dirección del hilo y ajustar la tensión de bobinado.
4.Estructura del filamento de bobinado
El proceso en el que el flujo de polímero fundido se alarga y solidifica, es decir, la formación y el desarrollo de la estructura del filamento enrollado. Es el resultado de la interacción entre factores reológicos, transferencia de calor en el proceso de hilado y cinética de cristalización de los polímeros. La orientación y la cristalización son los principales factores estructurales de la fibra, que tienen una influencia importante en el postprocesamiento y la calidad del producto. La orientación de macromoléculas es el fenómeno por el cual las macromoléculas o segmentos en los polímeros se disponen a lo largo de la dirección de la fuerza bajo la acción de una fuerza externa. La orientación es la disposición preferida de las unidades estructurales a lo largo de la dirección de la fuerza externa en el campo de tensión de las macromoléculas. Esta disposición es la respuesta de las unidades estructurales macromoleculares a las fuerzas externas. Debido a que existe otra orientación en el proceso de estirado posterior, la orientación en el proceso de hilado se llama preorientación. Hay dos orientaciones en el proceso de hilado. Una es la orientación de flujo en estado fundido, y la otra es la orientación de deformación de la fibra después del curado; la primera es la principal. La orientación del flujo de tracción del material fundido está controlada principalmente por el gradiente de velocidad axial. En condiciones de hilado convencional, el alambre de bobinado prácticamente no produce cristalización. La baja orientación y la ausencia de cristalización son características estructurales del alambre bobinado.
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Fecha de publicación: 13 de enero de 2025