الیاف اکریلیک الیافی هستند که بیش ار ۸۵% وزن آن را واحدهای اکریلونیتریل (-CH2-CH[CN]-)x به صورت زنجیره پلیمری تشکیل داده اند.
اصول اساسی تولید الیاف اکریلیک
الیاف اکریلیک از اکریلونیتریل که یک ماده پتروشیمیایی است تشکیل شده است. معمولاً اکریلونیتریل با مقادیر کمی از سایر مواد شیمیایی، ترکیب می گردد تا قابلیت جذب رنگ الیاف تولیدی افزایش یابد. الیاف اکریلیک به دو روش خشک ریسی Dry spun و روش تر ریسیWet spun تولید می گردد.
اغلب الیاف سلو لزی و سنتیتیک به روش اکستروژن که عبارت است از خروج با فشار یک محلول غلیظ (با غلطتی مانند عسل) از سوراخهای کوچکی به نام رشته ساز یا Spinneret تولید می گردند که رشته های یکسره نیمه جامد پلیمری را ایجاد می کنند.
در مراحل اولیه پلیمر تشکیل دهنده الیاف به صورت جامد است که برای اکستروژن باید مایع گردد. این کار معمولا اگر پلیمر ترموپلاستیک سنتتیک ( که نرم بوده و با حرارت ذوب می شوند) باشد با ذوب کردن و اگر سلولوزیک غیر ترموپلاستیک باشد با حل کردن در یک حلال مناسب، انجام می پذیرد.اگر این مواد پلیمری قابلیت ذوب شدن و یا حل گشتن نداشته باشند باید به صورت شیمیایی آماده سازی شده تا فرم قابل حل شدن و یا مشتقات ترموپلاستیک آن بدست آید.
با تکنولوژیهای جدید روشهای خاصی برای موادی که نه ذوب شده، نه حل می شوند و نه به صورت مشتقات مناسب در می آیند ابداع شده است. برای این مواد، مقدار کمی از مولکولهای مایع مخلوط شده و واکنش می دهند تا فرآیند اکستروژن بخوبی صورت گیرد.
- پیشنهاد سردبیر : اشتباهات رایج در شستشوی شلوار جین
رشته ساز Spinneret
Spinneret در اغلب الیاف تولیدی مشابه هم هستند و مانند دوش حمام عمل می کنند. یکSpinneret ممکن است از یک تا صدها سوراخ داشته باشد. این سوراخها بشدت به ناخالصی و خوردگی حساس هستند. مایع که از این سوراخها می گذرد باید بدقت فیلتره شود (که این کار در مورد محلولی بسیار غلیظ راحت نیست)و در بعضی موارد Spinneret باید از آلیاژهای فلزی بسیار گران قیمت مقاوم در برابر خوردگی ساخته شود. تعمیر و نگهداری آنها نیز اهمیت ویژه ای دارد و برای پیشگیری از بسته شدن سوراخهایش باید بطور دوره ای باز شده و تمیز شود.
همانطور که رشته ها از سوراخهای Spinneret خارج می شوند پلیمر مایع ابتدا به شکل لاستیکی درآنده و در نهایت جامد می شود. این فرآیند اکستروژن و جامد شدن رشته های بی پایان را ریسندگی Spinning می گویند که البته نباید با ریسندگیSpinning در صنایع نساجی که الیاف تابیده شده به صورت نخ در می آیند اشتباه گرفت. چهار روش Spinning رشته ها برای تولید الیاف وجود دارد: تر، خشک، مذاب و ژل.
Wet Spinning
روش ترریسی قدیمی ترین فرآیند تولید الیاف اکریلیک می باشد. این روش برای مواد تشکیل دهنده الیاف که در حلال حل گشته اند استفاده می شود. رشته ساز Spinneret در یک حمام شیمیایی فرو می رود و هنگامی که رشته ها در آن غوطه می خورند از ماده شیمیایی حمام جدا شده به صورت جامد در می آیند.
چون محلول مستقیما در داخل مایع مجزا کننده اکسترود می شود این فرایند تولید الیاف wet spinning نام دارد. اکریلیک، ریون، آرامید، موداکریلیک و اسپاندکس می توانند با این روش تولید شوند.
Dry Spinning
روش خشک ریسی نیز برای مواد تشکیل دهنده الیاف در داخل محلول استفاده می شود. منتها بجای اینکه جداسازی پلیمر با رقیق سازی و یا واکنش شیمیایی انجام شود، سفت کردن مواد با تبخیر حلال در جریان هوا و یا گاز انجام می پذیرد.
رشته ها در تماس با مایع جدا کننده قرار نمی گیرند بنابراین نیاز به خشک کردن و بازیافت حلال را به حداقل می رسانند. این فرآیند می تواند در تولید استات، تری استات، اکریلیک، موداکریلیک، PBI، اسپاندکس و وینیون Vinyon استفاده شود.
Melt spinning
در روش مذاب ریسی، ماده تشکیل دهنده الیاف برای عبور از سوراخهای رشته ساز Spinneret به صورت مذاب درآمده و سپس مستقیماً با سرد کردن به صورت جامد در می آید. نایلون، الفین، پلی استر، Saran و Sulfar با این متد تولید می شوند.
در این روش الیاف را می توان با سطح مقطع های مختلف (گرد، تریلوبالTrilobal، پنج ضلعی، هشت ضلعی و غیره) از رشته ساز Spinneret اکسترود کرد. الیاف با سطح مقطع Trilobal نور بیشتری را منعکس میکنندو به منسوج مربوطه تلالو جذابی می دهند.
الیاف توخالی Hollow و پنج ضلعی Pantagonal وقتی در فرش استفاده می شوند خاک و کثیفی را کمتر نشان می دهند. الیاف هشت ضلعی Octagonal خواص بدون درخشش دارند. الیاف توخالی Hollow هوا را در خود به تله می اندازند و باعث خواص عایق و پرزدار بودنLoft می شود.
Gel Spinning
ژل ریسی فرآیند خاصی برای بدست آوردن الیاف با استحکام زیاد و یا خواص ویژه الیاف است. در طی اکستروژن پلیمر به صورت حالت محلول واقعی نیست. مولکولهای پلیمر مانند یک محلول واقعی کاملاً گسسته نیستند بلکه رشته های آنها با یکدیگر در نقاط زیادی به هم متصلند تا حالتی از مایع کریستال را بسازند. این مسئله منجر به نیروی زیاد داخل زنجیره ای شده که باعث می شود استحکام و Tensile strength رشته حاصله بطور مشهودی افزایش یابد. علاوه براین، با نیروی کشش در طی اکستروژن کریستالهای مایع در طول محور الیاف در یک خط قرار می گیرند.
در نتیجه رشته ها با درجه بالایی از همسویی غیر معمول با یکدیگر از رشته ساز خارج می شوند که این نیز باعث تقویت استحکام آنها می شود. این روش می تواند تحت عنوان خشک-تر ریسی نیز تعریف شود چون رشته ها ابتدا از هوا و سپس برای خنک کردن بیشتر از حمام مایع عبور داده می شوند . بعضی از الیاف پلی اتیلن و آرامید با استحکام بالا با روش ژل ریسی تولید می شوند.
کشیدن و نظم دادن
در حین اینکه الیاف اکسترود شده جامد می شوند یا در بعضی از موارد حتی بعد از سخت شدن آنها، ممکن است رشته ها کشیده می شوند تا از استحکام بهره مند گردند. این کشش زنجیره مولکولها را در جهت محور الیاف بیرون کشیده و همسو می سازد. در نتیجه قدرت نخ حاصل از آن به میزان قابل توجهی افزایش می یابد.
ارسال مقالات و ترجمه جهت انتشار در سایت : info@kohanjournal.com
