Формирование волокон из растворов и расплавов

Формирование реализуется в результате взаимодействия струек раствора с компонентами осадительной ванны. При этом компоненты осадительной ванны диффундируют в струйку раствора, а растворитель наоборот диффундирует из струйки в осадительную ванну, что приводит к коагуляции раствора и осаждения полимера в виде элементарных нитей. Так формуют вискозу, например.

Формирование из раствора полимера по сухому способу. В этом способе образуются полимерные нити в результате испарения растворителя из струек раствора. Процесс формирования осуществляется в шахте, тепло в формируемой нити подводится путём её обдувания горячим воздухом или паровоздушной смеси. Испарение растворителя обуславливает десольватацию полимера, резкое снижение текучести системы и постепенный её переход из вязко-текучего в твёрдое состояние.

Преимущество сухого способа над мокрым: для формирования применяют более концентрированные растворы полимеров, снижается расход растворителя, уменьшается объём раствора, сокращается производственная площадь и число аппаратов для прядильного производства. Устраняется стадия отмывки нити от растворителя и осадителя, а так же стадия сушки. Скорость формирования превышает скорость при мокром формировании, что обусловлено применением высоковязких концентрированных растворов полимеров. Если выпускают продукцию в виде жгута, то экономичней делать это мокрым способом, так как производительность определяется числом отверстий в фильере. Более низкие механические свойства волокон. Это связано с особенностями, образующимися при формировании надмолекулярной и микроструктуры волокна. Требуются высокие температуры и требуется последовательная промывка волокна от растворителя (ПАН – мокрым и сухи способом из раствора).

Проводят плавление полимера, но не все полимера способны плавиться без разложения, - это полиэфиры, полиамиды, полипропилен, полиэтилен. Процесс плавления осуществляется нагреванием полимера свыше температуры плавления, температуру в зоне плавления поддерживают выше на десятки градусов. В результате снижается вязкость расплава полимера. Плавление осуществляется в прядильной машине (ПА, ПЭТФ). Часто возникает необходимость в фильтрации раствора.

Величина фильерной вытяжки – это деформация струю вследствие разности скорости раствора (расплава) через отверстие фильеры и приём нитей. Виличина фильерной вытяжки – это условная величина (кажущаяся)

где V1 и V2 – это соответственно скорость истечения раствора (расплава) и скорость приёма нити. [м/с].