Вытяжка жидкой нити

Способность к стабильному образованию струй имеет большое значение в производстве, так как от этого зависит обрывность, а следовательно, производительность труда и качество продукции. Это свойство прядильных растворов обычно называют прядомостью. Для определения прядомости предложено большое число методов. Наибольшее распространение получил метод Тиле [26]. Он заключается в определении длины жидкой струи, вытягиваемой стеклянной палочкой из вискозы при стандартных условиях. Чем больше струи, тем лучше прядомость. Однако этот метод не в полной мере отражает реальные условия, которые наблюдаются при формовании. Это обусловлено тем, что в производственных условиях на формующуюся жидкую нить действует дополнительно ряд сил поверхностное взаимодействие прядильного раствора с фильерой и осадительной ванной, гидродинамическое сопротивление. При вытягивании нити стержнем из прядильного раствора эти силы не действуют. Поэтому более надежным методом характеристики прядомости является определение максимальной фильерной вытяжки, когда элементарные струи прядильного раствора подвергаются одновременно действию поверхностных сил и продольной деформации [27]. В зависимости от вязкости вискозы преобладает влияние того или иного фактора. [c.179]

Поверхностно-активные добавки оказывают влияние также и на способность нитей к вытягиванию. Так как на современных фабриках искусственного волокна скорость вытяжки часто в 1,2—1,8 раза больше скорости формования, а на хлопковых фабриках даже в 1,8—2,1 раза, то это свойство вискозы имеет очень большое практическое значение . Оно связано со снижением поверхностного натяжения в еще жидких нитях . Улучшение вытягивания нити ускоряет процесс формования. [c.292]

В производстве различают два типа вытяжки вытяжка жидкой нити и вытяжка скоагулировавшей нити. Первую обычно называют фильерной вытяжкой. Вторая, как правило, производится между особыми приспособлениями тормозными палочками, вращающимися с разной скоростью дисками. Однако, как указывалось, практически невозможно дать точное разграничение между этими двумя видами вытяжки. Если вытягиванию подвергается нить после значительного пути нити в ванне или после выхода из ванны и вытяжка происходит между соответствующими приспособлениями, то в этом случае можно с определенностью говорить о вытяжке скоагулировавшей нити. [c.292]

Диаметр отверстий Ф. определяет т. наз. фильер-ную вытяжку (деформация жидкой струи и волокна в результате разности скоростей приема нити на первый текущий диск или вал прядильной машины и истечения р-ра или расплава через отверстия Ф.). При неизменных скорости формования и числе отверстий фильерная вытяжка уменьшается при меньших диаметрах отверстий Ф. Диаметр отверстия обычно составляет при формовании по мокрому и сухому способам 0,05—0,08 мм, из расплавов — 0,15—0,5 м.ч (чаще всего 0,25 мм). Формование волокон может осуществляться также с отрицательными и сверхвысокими фильерными вытяжками (напр., в производстве медноаммиачных волокон фильерная вытяжка составляет 15 000—20 000%). Диаметр отверстий при этом увеличивается до 0,8—1,2 мм. [c.373]

Осуществление ориентационной вытяжки волокон в процессе их формования представляет большую сложность. Об этом кратко упоминалось при анализе метода сухого формования волокна. Аналогично обстоит дело и при мокром методе формования. Как в том, так и в другом случаях полимерная система проходит в процессе фиксации жидкой нити широкий диапазон вязкостей, вплоть до практически нетекучего состояния. Задавая соответствующий градиент скорости нити в шахте или ванне, можно ориентировать макромолекулы и надмолекулярные образования вдоль оси волокна. При этом устанавливается определенное равновесие между ориентирующим действием потока и дезориентирующим действием теплового движения. Как только снимается растягивающее напряжение, вновь происходит полная разориентация полимера. [c.286]

В производственных условиях во время формования на жидкие струйки, вытекающие из фильеры, воздействует ряд сил межфазные поверхностные натяжения (между вискозой и осадительной ванной, вискозой и поверхностью фильеры, поверхностью фильеры и осадительной ванны), силы гидродинамического сопротивления, инерционное усилие, растягивающее усилие и др. Поэтому прядомость лучше характеризовать по максимальной фильерной вытяжке вискозы во время формования. В этом случае учитывается влияние на прядомость всех сил, действующих на жидкую нить, в то время как при вытягивании жидкой нити стеклянной палочкой по методу Тиле по существу учитывается влияние только двух сил поверхностного натяжения жидкости и растягивающего усилия. — Прим. ред. [c.206]

С точки зрения техники формования очень важно сохранить в затвердевшей нити требуемый профиль, который придается струе жидкого расплава благодаря специфической форме отверстия в фильере. Так как на еще не затвердевший расплав вследствие фильерной вытяжки действует очень сильное ускорение, то при неудачно выбранных условиях формования можно частично или даже полностью утратить четко выраженный профилированный характер попереч-ногосечения волокна, который был придан расплаву при прохождении его через отверстия фильеры. [c.505]

Вследствие такой негомогенности системы очень трудно точно определить, до какой точки вытягивается жидкая нить и когда начинается вытяжка уже скоагулировавшей нити с одновременной ее ориентацией. [c.292]

Следующая стадия формования волокна (после перевода полимера в вязкотекучее состояние) — преобразование расплава или раствора в жидкую нить, подлежащую в дальнейшем отверждению. Из вязкой массы нить может быть получена путем растягивания капли этой массы, путем вытягивания струи с поверхности раствора полимера, обладающего вязкоупругими свойствами, или, что применяется чаще всего, путем продавливания вязкого расплава или раствора через фильеру. Диаметр отверстий фильеры зависит от того, подвергается ли полученная нить дальнейшему вытягиванию с целью уменьшения поперечного сечения. Как правило, диаметр отверстий для волокон, подвергающихся в дальнейшем небольшой вытяжке, составляет 0,04—0,10 мм, а для волокон, подлежащих вытяжке до нескольких сотен процентов, он равен 0,25—1 мм. [c.67]

Из приведенного выше рассмотрения явления прядомости следует, что для упруговязких систем существуют два механизма разрушения жидкой нити, зависящие от скорости деформации и соотношения вязких и упругих свойств системы. При слабо выраженных упругих свойствах жидкости и относительно небольших скоростях деформации длина, на которую жидкость может быть вытянута в виде метастабильного цилиндра , пропорциональна в первом приближении эффективной вязкости системы. При отчетливо выраженных упругих свойствах жидкости и при больших продольных градиентах скорости для сохранения системы в виде непрерывной нити необходимо, чтобы процесс деформации сопровождался такой перестройкой структуры системы, нри которой происходит ее упрочнение. Первый механизм характерен для формования нити из обычных прядильных растворов и расплавов с вязкостью приблизительно до 10 — 10 пз, по крайней мере на участке до первичной фиксации (отверждения) жидкой нити. Второй механизм действует, очевидно, на участке вытяжки первично зафиксированной нити. [c.151]

Во-первых, расширение струи (увеличение диаметра волокна) может вызвать увеличение продолжительности диффузионных процессов при фиксации жидкой нити, что нежелательно. Отметим, кстати, что прямой расчет фильерной вытяжки, основанный на сопоставлении скорости истечения жидкости и скорости приема волокна, оказывается в значительной степени фиктивным, если не учитывается расширение струи у выхода из отверстия фильеры. Это же относится и к расчетам диффузионных процессов, по которым диаметр нити у выхода принимается равным диаметру отверстия. Таким образом, условия формования волокна с отрицательной фильерной вытяжкой обусловлены не только усадкой волокна за счет потери растворителя, но и расширением струи. [c.154]

Как видно из изложенного, фиксация жидкой нити при формовании по мокрому методу тесно связана с процессами ее дальнейшего структурного преобразования. Тем не менее целесообразно выделить для самостоятельного рассмотрения ту стадию процесса формования, которая связана с завершением ориентационной вытяжки. Существуют некоторые закономерности в изменении свойств нитей при ориентации, которые имеют много общего независимо от того, какой метод был использован для превращения жидкой струи полимера в отвержденную нить. Поэтому ориентационная вытяжка и сопровождающие ее процессы будут подробно рассмотрены в следующем разделе. [c.200]

Одновременно будут рассмотрены вопросы физико-химии процессов формования волокон, включая перевод полимера в вязкотекучее состояние и подготовку к формованию закономерности образования жидкой нити при экструзии расплава или раствора через тонкие отверстия условия стабильности формующейся нити при воздействии аэро- и гидродинамических полей в прядильных шахтах и ваннах механизм отверждения жидкой нити при формовании волокон из растворов и расплавов фазовы( превращения и физические переходы полимера, протекающие при формовании волокон и при их дальнейшей обработке связь между ориентацией полимера и свойствами волокон процессы, протекающие при ориента ционной вытяжке волокна. [c.16]

ОРИЕНТИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ полимеров, характеризуется тем, что составляющие полимерное тело линейные макромолекулы, будучи в той или иной степени распрямленными, своими осями ориентированы преим. вдоль одного направления (одноосная ориентация бывает и двуосная, плоскостная и др.). В природе ориентиров, полимеры широко распространены и виде волокон (хлопок, лен, шелк, паутина, шерсть и др.). Искусственно такие полимеры создают след, способами вытяжкой (на десятки — тысячи процентов) изотропных полимерных тел кристаллизацией в текущих полимерных р-рах при наличии градиентов скорости потока направленной полимеризацией кристаллов мономера (твердофазная полимеризация) или на ориентиров, полимерной подложке из мономерной газовой фазы полимеризацией в жидкой фазе нри наложении электрич. или магн. полей. Вследствие естеств. анизотропии св-в распрямленной линейной макромолекулы ориентиров. полимеры обладают резкой анизотропией фнз. св-в. Вдоль оси ориентации полимерные тела имеют повыш. прочность при растяжении (достигнуты прочности 5—6 ГН/м средние значения ок. 1 ГН/м ) и достаточную гибкость. Этим сочетанием определяется осн. использование ориентиров, полимеров в виде нитей, тросов, пленочных материалов и т. п. [c.416]

Высокомолекулярные соединения, пригодные для получения текстильных волокон, должны образовывать нитевидные молекулы и поддаваться прядению. В данном случае под прядением понимают процесс, аналогичный выделению нитей пауком и шелковичным червем, но не прядению на прялке, так как пряха фактически скручивает готовые волокна, а не прядет их. Прядение включает два процесса формование волокна в жидком или пластичном состоянии и упрочнение волокна. Последующей вытяжкой достигается ориентация , т. е. придание макромолекулам продольного направления для улучшения физико-меха-нических свойств волокна. [c.413]

Выходя из фильеры, струйки жидкого полимера охлаждаются холодным воздухом в спец. прядильных шахтах (формование по сухому способу). С целью регулирования вязкости струи и формирования необходимой структуры полимера в волокне в нек-рых случаях в прядильную шахту непосредственно под фильеру подают перегретый водяной пар или нагретый инертный газ. При охлаждении струек расплава происходит начальная ориентация макромолекул и структурообразование. Вследствие разности скоростей вытекания расплава из отверстия фильеры и приемки нити на первый прядильный диск происходит фильерная вытяжка в 30-60 раз. После выхода из шахты на сфс мованиую нить наносится заданное кол-во влаги и ПАВ для придания необходимых фрикционных св-в, компактности и предотвращения электризации. [c.606]

Последующая стадия формования волокна заключается в его ориентационной вытяжке. О структурных изменениях на этой стадии уже говорилось выше. Здесь же рассмотрим изменение содержания жидкой фазы в студне в результате вынужденного синерезиса при одноосном растяжении нити. Это явление аналогично естественному синерезису и сводится к появлению капиллярных пор в результате дополнительного частичного разрушения матричной фазы. Количество отделяющейся из студня жидкости зависит от многих причин, в частности от степени деформации нити и величины напряжения, создаваемого при вытяжке. Для некоторых волокон это количество достигает 20—30% от исходного объема. Этой стадии отвечает кривая III на рис. V. 2. [c.227]

Метод выдавливания расплава (глава XIV) начали применять в промышленном масштабе позже двух других методов. Этот метод прост и состоит из двух отдельных операций—выдавливания и вытяжки. Расплавленный полимер подается с постоянной скоростью и продавливается под достаточно высоким давлением через небольшие отверстия в фильере. Жидкая струя полимера, вытекающая вертикально вниз из отверстия фильеры, затвердевает, н образующаяся нить наматывается на бобину. Затем эту нить подвергают вытяжке пропусканием через две пары роликов, разность скоростей вращения которых определяет степень вытягивания нити, строго контролируя при этом степень натяжения. При такой обработке молекулы полимера ориентируются вдоль оси волокна. Эту операцию производят при обычной или при повышенной температуре, в зависимости от температуры перехода второго рода рассматриваемого полимера. Учение о прядении из расплава нахо- [c.17]

Натяжение нити в шахте складывается из действия следующих сил /грав — гравитационная сила, определяемая весом нити эта величина при расчете на нить в 10 текс не превышает 50 дин [ ин — ИНСрЦИОННвЯ СИЛЗ, определяемая тем ускорением, которое задается массе раствора полимера в шахте. Если формование проходит с фильерной вытяжкой 100% (т. е. скорость приема готовой нити в 2 раза превышает скорость подачи раствора), то для нити в 10 текс инерционная сила при скорости 600 mImuh не превысит 10 дин /реол — реологическая сила, определяемая вязкими свойствами раствора и градиентом скорости жидкой нити. Расчет этой силы сложен из-за того, что необходимо знать функцию вязкости от расстояния, пройденного нитью от выхода из фильеры. Ориентировочно эту силу можно оценить для указанных выше условий и при исходной вязкости раствора 1000 пз как равную 10 дин /аэро — аэродинамическая сила, возникающая из-за сопротивления воздуха. Если принять те предположения, которые были использованы Зябицким 3 при анализе аэродинамического сопротивления движущейся нити для формования синтетических волокон в шахте, то можно найти, что сила сопротивления воздуха для заданных выше условий составляет примерно 102 [c.256]

Однако основной целью первой стадии процесса по- ле образования жидкой нити является ее отверждение, и поэтому достижение полного равновесия не обязательно. Более того, во многих случаях при формовании по мокрому методу желательно, чтобы в полимере охранилось достаточно большое количество растворителя, который действует как пластификатор, облегчая )риентаиионную вытяжку волокна. [c.258]

Хотя указанные здесь значения прочности несколько ниже тех, которые приводятся в патенте фирмы Du Pont, нам удалось получить несколько более высокие значения модулей упругости. Возможной причиной этого может быть более жесткая конформация молекул используемого образца ПБА вследствие его более низкой молекулярной массы. Угол разориентации наших лучших волокон, определенный рентгенографическим методом, приближался к 7°. Натяжение вдоль пути формования, контролируемое фильерной вытяжкой или величиной воздушной прослойки между фильерой и зеркалом ванны, влияющей на поле растяжения жидкой нити перед коагуляцией, играет лишь небольшую роль в получении таких результатов[23]. [c.165]

Как положительная, так и отрицательная фильерная вытяжка имеют свой верхний предел. Что касается положительной вытяжки, то ее верхний предел определяется способностью жидкой нити к вытягиванию. Большая способность жидкой нити к вытягиванию позволяет достичь большей величины фильерной вытяжки. Так как способность жидких нитей к вытягиванию зависит от поверхностного натяжения вискозы, то фильерная вытяжка может быть увеличена при добавке к вискозе поверхностно-активных веществ. Правда, в производстве оказалось невозможным полностью использовать фильерную вытяжку, так как при очень высоких фильерных вытяжках формование протекает неудовлетворительно. В этом случае вискозная струйка определенным образом вытягивается из отверстия фильеры и не касается стенок канала до самой кромки отверстия, так что осадительная ванна проникает в канал отверстия фильеры и уже в канале может вызвать коагуляцию. Особенно плохо в этом случае идет формование в цинксодержащих ваннах. Верхний предел фильерной вытяжки при котором формование еще возможно, находится в пределах 2,2—2,5. Поэтому, по мнению Кэмпфа формование целесообразно проводить при возможно более высоких скоростях истечения. [c.293]

Во-вторых, если фиксация жидкой нити с поверхности происходит достаточно быстро, т. е. на небольшом расстоянии ог отверстия фильеры, то одновременно фиксируется и увеличенный периметр волокна, а следовательно, и усложняется нозмож-ность регулирования диаметра волокна за счет фильерной вытяжки. Вероятно, уменьшить отрицательное влияние расширения струи можно, применяя мягкие фиксирующие ванны или размещая фильеры над поверхностью осадительной ванны на расстоянии, достаточном для того, чтобы произошло естественное утонение струи до ее фиксации в ванне. [c.154]

Как показано на рис. 7.12 (стрелками различной длины отмечено изменение средней скорости жидкости в фильере в области максимального расширения струи и у входа в осадительную ванну 7 ,), фильерная вытяжка в последнем случае производится в условиях малого сопротивления среды (воздушная прослойка), что создает условия для более устойчивого начального формования волокна. Эта схема рассмотрена при исследовании формования волокна из растворов полиакрилонитрила в диметилформамиде по мокрому методу с предварительным прохождением жидкой нити через воздушную среду Оказалось, что при таком способе формования волокна можно резко повысить величину фильерной] вытяжки. Авторы указывают, что продольный градиент скорости, который имеет отрицательное значение в области максимального расширения струи (до —10 сек ), может быть повышен до положительных значений порядка 10 сек . При этом формование проходит без обрыва. Нить формовали через фильеру с каналом диаметром 0,375 мм и длиной 4,5 мм скорость подачи прядильного раствора — 4 г мин скорость отвода нити изменялась от 12 до 107 м1мин. Основное изменение [c.154]

Ацетат целлюлозы хорошо растворим в органических растворителях, например в ацетоне при этом образуется очень вязкий сиропообразный раствор, который можно продавить через многоканальную фильеру, содержащую необходимое число мельчайших отверстий в результате получают пучок тонких Ьолоконец, которые после вытяжки и испарения растворителя образуют непрерывную нить ацетата целлюлозы. В процессе другого типа выдавливаемая жидкая масса химически модифицированной целлюлозы (в виде серусодержащего соединения — эфира ксантогеновой кислоты) подвергается обработке, превращающей ее в исходную целлюлозу. Этот продукт,-известный под названием вискозный шелк, является примером регенерированного целлюлозного волокна. [c.18]

Важно установить влияние скорости формования на свойства волокна. Было показно [43], что при увеличении скорости формования волокна на 100 м/мин степень последующей вытяжки волокна уменьшается па 13—15%. На основании приведенной зависимости ме-тодо.м экстраполяции можно показать, что при скорости формования около 2500 м/мин должна быть получена полностью вытянутая нить. В действительности, как показано в работе [44], только при скорости 4000—5000 м/мин можно получить высокоориентированное вытянутое волокно непосредственно на прядильной машине. При этом требуемая прочность достигается только тогда, когда на пути формуемой нити после выхода ее из сопроводительной шахты устанавливается тормозная палочка. В этом случае вытягивается не жидкая струя, а нити, на--ходящиеся в высокоэластическом состоянии. Одной из основных причин того, что этот метод до сих пор не внедрен в прО Мышленность, является сложность создания приемно-намоточного механизма. Фрикционные устройства и раскладочные механизмы общепринятых конструкций применяют только для скоростей намотки не более 1200—1400 м/мин. Известно, что при скорости формования 800—1000 м/мин нитераскладчик должен делать не менее 120—150 двойных ходов в 1 мин только в этом случае будут обеспечены необходимое перекрещивание нитей на бобине и требуемая плотность намотки. Большее число ходов, особенно в машинах утяжеленных конструкций для корда, нитераскладчик с шарнирным механизмом обеспечить не может. При использовании барабанного нитераскладчика, по-в,идимому, можно работать на более высоких скоростях, применяя нитеводитель с пазовым барабанчиком и цилиндр с двумя пазами для обеспечения мгновенного реверса нити. [c.144]