Los resultados de la máquina de hilado húmedo (es decir, la calidad y el rendimiento de la fibra final) se ven afectados por factores multidimensionales, que implican la sinergia de las características de la materia prima, los parámetros del proceso, el diseño del equipo, el control ambiental y el reprocesamiento. El siguiente análisis se realiza desde seis aspectos básicos:
I. preparación y propiedades de la solución cruda
1. sistemas de polímeros y disolventes
La distribución del peso molecular, la pureza y la disolución de los polímeros formadores de fibra afectan directamente la estabilidad de la solución cruda de hilado. Por ejemplo, el PAN debe seleccionar un disolvente adecuado (como dmso) y formar una solución homogénea a través de un proceso de hinchazón - disolución.
La viscosidad del líquido crudo debe controlarse en un rango específico (generalmente 100 - 500 pa · s), demasiado alto puede causar dificultades de extrusión, demasiado bajo puede producir fácilmente filamentos rotos.
2. tratamiento previo al hilado
La solución cruda debe ser mezclada, filtrada (eliminación de bloques de gel e impurezas) y desparasitada para evitar bloquear los agujeros de hilado o formar defectos durante el hilado.
En la producción de fibra de viscosa, también es necesario madurar el proceso para regular la hilabilidad del líquido original.
II. parámetros del proceso de hilado
1. diseño de la cabeza de pulverización
El tamaño del agujero del chorro (generalmente 0,05 - 0,12 mm), el número de agujeros y la disposición determinan la forma de la sección transversal de la fibra (como círculo, forma especial) y la uniformidad de la densidad lineal.
La mayoría de los materiales utilizan aleación de platino o aleación de tantalio, que es resistente a la corrosión y garantiza la estabilidad del paso.
2. control de extrusión y estiramiento
- relación de tracción de la cabeza de hilado: a menudo es negativa o ligeramente positiva en el hilado húmedo para estabilizar el proceso de formación.
- tensión de tracción: afecta la orientación y la cristalinidad de la cadena molecular, el estiramiento moderado puede aumentar la resistencia de la fibra, y el estiramiento excesivo conduce a la rotura.
III. condiciones del baño de coagulación
1. dinámica de doble difusión
La velocidad de difusión bidireccional del disolvente y el coagulante determina la velocidad de solidificación de la fibra. El aumento de la temperatura puede acelerar la difusión, pero es necesario equilibrar la sincronización del endurecimiento de la superficie de la fibra con la solidificación interna.
El gradiente de concentración del baño de coagulación afecta el comportamiento de separación de fases, por ejemplo, el sistema PAN / Dmso requiere un control preciso de la proporción Dmso / h¿ o para evitar defectos microporosos.
2. entorno hidromecánico
La velocidad y la dirección del ciclo del baño de coagulación afectan la uniformidad de la transferencia de masa, y la turbulencia puede causar temblores de fibra o concentración de esfuerzo local.
La elección del método de baño profundo y el método de baño poco profundo afecta el tiempo de contacto de la fibra y el efecto de redacción.
IV. estructura y función del equipo
1. precisión del sistema de pulverización
La combinación de la bomba de medición y el filtro de vela garantiza el transporte cuantitativo del líquido crudo y la filtración a alta presión, y las fluctuaciones de presión pueden causar un flujo desigual.
La distancia (recorrido) entre la cabeza del chorro y el rodillo guía afecta el rango de dibujo, y el recorrido corto es propicio para el devanado de alta velocidad, pero requiere un control de mayor precisión.
2. integración del reprocesamiento
El diseño de los dispositivos de lavado, secado y repostaje afecta directamente la tasa de eliminación de disolventes residuales de fibra y las propiedades superficiales.
La línea de producción de fibra corta necesita una máquina conjunta de reprocesamiento continuo para garantizar la estabilidad de la aglomeración y el procesamiento paso a paso.
V. normas ambientales y operativas
1. control de temperatura y humedad
Las fluctuaciones de temperatura en el taller (se recomienda ± 1 ° c) pueden causar cambios en la viscosidad del líquido crudo, y el exceso de humedad puede causar propiedades anormales de las fibras absorbentes de humedad (como el viscoso).
- requisitos de limpieza: las partículas suspendidas deben ser inferiores a 5 micras para evitar la contaminación de los agujeros de soplado o la incrustación en la superficie de la fibra.
2. estandarización de las operaciones
- medidas de limpieza y prevención de bloqueos de la cabeza de pulverización después del apagado (como la eliminación de escala por ultrasonido) prolongan la vida útil del equipo y reducen la tasa de productos defectuosos.
Calibrar regularmente la velocidad de la bomba de medición y el rodillo de dibujo para evitar errores acumulados que causen desviaciones en las especificaciones de fibra.
6. reprocesamiento y optimización de productos terminados
1. estiramiento y acabado térmico
- estiramiento multinivel (generalmente 3 - 5 veces) mejora la orientación a través de la reorganización de cadenas moleculares, aumentando significativamente la resistencia a la tracción.
La temperatura de finalización térmica debe estar por debajo del punto de fusión del polímero, eliminando el estrés interno y manteniendo la estabilidad dimensional.
2. modificación funcional
Añadir nanopartículas o retardantes de llama al líquido original puede dar propiedades antibacterianas, antiestáticas, etc. a la fibra.
El tratamiento de recubrimiento superficial mejora la resistencia a la abrasión y la afinidad por el teñido.
El resultado de la máquina de hilado húmedo es esencialmente una manifestación integral de la Trinidad de "material - proceso - equipo". Las empresas deben optimizar los elementos relacionados anteriores de acuerdo con su propio posicionamiento del producto (como la necesidad de alta absorción de agua para apósitos médicos y la resistencia a altas temperaturas para materiales filtrantes industriales), para lograr una producción de fibra de alta calidad eficiente y estable.