Технология форм-я ПЭФ в-н и нитей

Полиэфирные волокна формуют из расплава .

Гранулят должен содержать не более 0,02% влаги, т.к. иначе вследствие гидролиза при плавлении в момент формования происх-т депол-ция полиэфира. Полиэф-ое в-но формуют при помощи прядильных головок эктрузионого типа из-за выс-ой вязкости р-ва ПЭФ (около 2000пз), а дозирование осущ-ся при помощи прядильных шестиренчатых насосиков, Тр-ва и фильеры 280 ⁰С . Но формов-е лучше протекает при применении плавил-ой головки с плавил-ой решеткой и 4-мя фильер-ми пакетами (фильеры d=80мм). Фильеры изготавливают из нержавеющей легиров-ой стали толщиной от 2 мм до 10 мм. Над фильерой расположена распределительная пластина с каналами, а под ней фильтр. Фильер-ый пакет монтируют в одном блоке с прядил-ым насосиком. Этот блок нагревают до 290 ⁰С и вставляют в прядил-ую головку. Для плавления гранулята ПЭФ лучше всего исп-ть плавильную решетку спец-ой конструкции. Гранулят из бункера шнеком подается на плавильную решетку таким образом, что плавление продукта происходит под давлением. Расплав продавливается через отверстия фильеры прядильными насосиками. Выдавленные струйки п-ра , охлаждаясь в обдувочной шахте, превращ-ся в в-на, кот-ые затем проходят через цилиндрич-ую прядил-ую шахту. Прядильные головки обогреваются динилом. кот-ый нагрв-ся эл. пакетами. В помещении для формов-я ПЭФ в-на должна поддерживаться Т=20⁰С при относит-ой влажности 50%.

Вопрос 5.13

Получение нити при высокоскоростном формовании идентично получению нити и при не высокоскоростном за исключением некоторых различий: при таком виде формования:

1. Заменить обычный шестерёнчатый насосик на насосик, работающий под высоким давлением, т. к. при повышение давления больше 10 Мпа обычный насосик выходит из строя.

2. При таком виде формования повышается требование к гомогенности системы и её чистоты, поэтому осуществляется дополнительная фильтрация перед напорным блоком и устанавливается гомогенизирующая насадка на экструдерах.

3. Прием нити после формования осуществляется на дисковой системе.

4. Замасливание проводят при помощи капиллярного устройства, что исключает трение о диски.

5. Скорость формования при высокоскоростном формовании достигает 3000-4000 м/мин, при этом увеличивается степень ориентации нити на стадии формования, что позволяет снизить кратность последующего вытягивания и совместить его с процессом текстурирования.

5.15

Гранулы ПЭТ из-за высокой плотности упаковки макромолекул требуют длительного времени выдержки при высоких температурах для достижения крайне низких содержаний влаги 0,005 (масс.). Сушка гранулята ПЭТ – продукта «мокрого» литья и гранулирования, осуществляется в токе горячего воздуха при температуре 120-180 град. Втоке воздуха идет высушивание частичек гранулята до 0,01 (масс.) – товарный гранулят, осуществ. В хим. Цехах и до 0,005 (масс.) в прядильных цехах непосредственно перед формованием. Продолжительность сушки определяется скоростью диффузии воды из гранул полимера. Скорость диффузии зависит от темп. сушильного агента, плотности упаковки макромолекул полимера и точки росы (парциального давления сушильного газа). Диффузия эффективна, если температура воздуха высокая, а парциальное давление паров газа низкое. Основное количество воды (так назыв. «поверхностная влага») уходит быстро при Т=120 град. Дальнейшее удаление воды из внутренних слоев гранул наружу, т.е удаление так назыв. «капиллярной влаги» происходит медленно. Оптимальная температура сушки гранулята 180 град. При такой температуре продолжительность сушки гранулята не превышает 3 часа и гарантируется выходная влажность гранулята не выше 0,005 (масс.). Сушка ганулята должна осуществляться сухим сжатым кондиционированным воздухом, пропущенным через осушители-испарители влаги. С этой целью используются электрич., паровые или комбинированные калориферы. На выходе воздуха из сушилки устанавливается циклон и пылесборник. В циклоне происходит отделение отработанного воздуха от частичек гранулятной пыли. Для возврата воздуха в технологический цикл предусмотрен рециркуляционный контур, содержащий осушительные элементы на основе силикагелей, циалитов т.п. веществ. Температура сушки отвечает температуре максимальной скорости кристаллизации ПЭТ (180 град). Поэтому процесс сушки сопровождается процессом кристаллизации ПЭТ. Т.к. вода – структурный пластификатор ПЭТ, то наличие воды явл. Фактором, ускоряющим процессы кристаллизации ПЭТ. Чем больше воды, тем быстрее идет кристаллизация. Очень важно одинаковое начальное содержание воды во всех гранулах полимера, поступающих на сушку. Особенно это важно при транспортировке гранулята на дальние расстояния, где смешивают разные партии гранулята естественно с разным содержанием воды. И тогда процесс доволнительной сушки в прядильных цехах приводит к получению структурно неоднородного полимера, из-за чего садится процесс нитеобразования.

5.17Процессы производства полиэфирного волокна быстро совершенствуются. Основными направлениями являются повышение мощности единичных линий непрерывного действия и максимальное упрощение технол схем с введением самонастраивающихся систем автоматического регулирования. В прядильном отделении основное внимание уделяют совмещенным и скоростным процессам.

Совмещенный процесс формования и вытягивания.

Современные намоточные механизмы способны принимать нити со скоростью до 4000 м/мин. Схема такой машины: одна или несколько нитей из прядильной шахты проходят по замасливающей шайбе. Вытягивание осуществляется между парными дисками, при этом один из них нагревается. Вытянутая нить принимается на бобину высокоскоростной намоточной головки. Ролик служит для регулирования натяжения нитей.

Машины совмещенного процесса формования и вытягивания отличаются очень большим расходом энергии: установленная мощность на одно место с приемом от 1 до 4 нитей достигает 15-20 кВт; мощность электронагревателей дисков – 15-27 кВт. Значительные тепловыделения заставляют капсулировать верхнюю вытяжную часть и обеспечивать местный отвод тепла системой вентиляции.

Совмещенный процесс вытягивания и текстурирования.

В совмещенном процессе в отличие от классического вытягивание идет с меньшей скоростью – лимитирующей является скорость в зоне текстурирования.

Существуют 2 варианта реализации процесса: последовательное проведение операций на одной машине (сиквенц-процесс) или совмещение их в одной зоне (симультан-процесс). В первом варианте в зонах вытягивания и текстурирования устанавливают отдельные нагреватели. Практически это – механическое соединение 2ух машин в одну. Во 2ом варианте вытягивание и текстурирование производятся в одной зоне, что снижает теплопотери. Недостатком совмещенного варианта является наличие на готовой нити неразъединяемых уплотненных участков. Эти нити пригодны для вязаных изделий, но не пригодны для ткачества. В данном способе применяют нити с высокой степенью предориентации, которую можно достичь при больших скоростях формования.

В машинах совмещенного процесса применяют текстурирование методом ложной крутки, пропуская нити через вьюрковые или фрикционные механизмы. Машины с фрикционными устройствами могут быть в 1,5-2,0 раза производительнее машин вьюркового типа, но последние обеспечивают получение нитей лучшего качества и большей равномерности.

Совмещение на 1ой машине таких требующих длинных зон процессов вытягивания и текстурирования – проблема общей компановки машины. Самое простое решение реализовано на вертикальной машине фирмы «Спиннер», снабженной фрикционными устройствами для текстурирования. На машинах этой фирмы шпули с невытянутым волокном устанавливают на верхней площадке, в зоне вытягивания нити нагревают на длинном плоском нагревателе и после прохода через текстурирующее устройство принимают на бобину внизу машины.

Машины фирм «Бармаг», «Тошиба» скомпанованы как одноэтажные. На машине «Тошиба» шпули с невытянутым волокном устанавливают по обе стороны машины вытягивания и текстурирования. Нити пропускаются над проходами. Ниже установлен 1ый нагреватель зоны текстурирования, механизм текстурирования, 2ой нагреватель, обеспечивающий термофиксацию нити. Под полом проходов нити поступают на намоточные головки. Перед намоткой наносят замасливатель (если далее нити окрашивают, то в нанесении замасливателя нет надобности). Эта машина оборудована воздушным сопловым устройством ложного кручения (т наз «стреч-процесса»).