پایداری حرارتی PoY بازیافت شده در طی پردازش پایین دست چیست؟

تأکید روزافزون بر تولید پایدار نساجی ، مواد بازیافتی را تحت نظارت روزافزون ، به ویژه از نظر عملکرد و قابلیت اطمینان قرار داده است. در میان این مواد ، نخ تا حدی محور بازیافت شده ، یا Poy بازیافت شده ، هم برای تولید کنندگان فیبر و هم برای تولید کنندگان پارچه به یک تمرکز اصلی تبدیل شده است. با حرکت صنایع به سمت مدلهای اقتصاد دایره ای ، درک اینکه چگونه POY بازیافت شده در طول پردازش پایین دست بسیار مهم می شود. یکی از مهمترین عوامل مؤثر بر عملکرد آن ، ثبات حرارتی است.

درک Poy بازیافت شده

PoY بازیافت شده به نخ پلی استر تا حدی گرا که با استفاده از مواد اولیه بازیافت شده تولید می شود ، که به طور معمول از پلی اتیلن پس از مصرف کننده تفاتالات یا PET ، بطری ها و زباله های پلی استر صنعتی حاصل می شود ، تولید می شود. از طریق فرآیندی مانند شستشو ، خرد کردن ، ذوب و چرخش ، مواد زاید دوباره به رشته های جدیدی مهندسی می شوند که می توانند بیشتر به نخ های بافتی یا کاملاً کشیده پردازش شوند.

اصطلاح "تا حدی گرا" مرحله میانی تولید نخ پلی استر را توصیف می کند که در آن زنجیره های پلیمری تا حدی تراز شده اما کاملاً ترسیم نشده اند. این مرحله بسیار مهم است زیرا تعیین می کند که چگونه نخ در فرآیندهای بعدی رفتار خواهد کرد. در هر دو شکل باکره و بازیافت شده ، POY باید ثبات و ثبات کافی را برای مقاومت در برابر فشارهای حرارتی و مکانیکی اعمال شده در درمان های پایین دست نشان دهد.

ثبات حرارتی در علم فیبر

ثبات حرارتی به طور کلی به توانایی یک ماده در حفظ یکپارچگی ساختاری و مکانیکی آن در هنگام قرار گرفتن در معرض گرما اشاره دارد. در زمینه نخهای پلی استر ، این شامل مقاومت در برابر تخریب حرارتی ، پایداری در تبلور و عملکرد مکانیکی سازگار در دماهای بالا است. برای POY بازیافت شده ، این خاصیت ضروری است زیرا تعیین می کند که آیا نخ می تواند با موفقیت دمای بالا را بدون ذوب ، کوچک شدن یا از دست دادن جهت گیری مولکولی خود تحمل کند.

فرآیندهای پیروی از ریسندگی - مانند نقاشی ، بافت ، رنگ آمیزی و تنظیم گرما - Poy را به چرخه های گرمایش و سرمایش مکرر کنید. هرگونه بی ثباتی در ساختار پلیمری می تواند منجر به نقصی مانند انقباض ناهموار ، شکستگی رشته یا تغییر رنگ و بافت شود. بنابراین ، درک ثبات حرارتی به تولید کنندگان کمک می کند تا شرایط پردازش را برای حفظ کیفیت پارچه بهینه کنند.

تأثیر بازیافت بر ساختار پلیمری

بازیافت بر خصوصیات ذاتی پلی استر تأثیر می گذارد زیرا زنجیره های پلیمری می توانند در مراحل حرارتی و مکانیکی پردازش مجدد دچار تخریب شوند. هر چرخه بازیافت ممکن است زنجیره های پلیمری را کوتاه کند و ویسکوزیته ذاتی و وزن مولکولی را کاهش دهد.

وزن مولکولی پایین اغلب منجر به کاهش نقطه ذوب ، استحکام کششی و خاصیت ارتجاعی می شود. هنگامی که در معرض گرما قرار می گیرند ، PoY بازیافت شده با زنجیره های پلیمری تخریب شده ممکن است شروع به تغییر شکل یا نرم شدن زودتر از مواد باکره کند. علاوه بر این ، ناخالصی هایی که از روند بازیافت باقی می مانند - مانند رطوبت باقیمانده ، رنگهای بدون استفاده یا آلودگی سایر پلیمرها - می توانند به رفتار حرارتی ناهموار کمک کنند.

با این حال ، پیشرفت در فناوری بازیافت باعث بهبود خلوص مواد و بازسازی زنجیره ای پلیمر شده است. تکنیک هایی مانند پلیمریزاسیون حالت جامد و درمان حرارتی کنترل شده می توانند برخی از وزن مولکولی از دست رفته را بازیابی کنند و مقاومت حرارتی نخهای بازیافت شده را افزایش می دهند. در نتیجه ، POY با کیفیت بالا بازیافت شده اکنون می تواند با دمای باکره تحت دمای پردازش متوسط ​​عمل کند.

رفتار حرارتی در طول پردازش پایین دست

پردازش پایین دست شامل یک سری مراحل است که PoY را به نخ یا پارچه تمام شده تبدیل می کند. مراحل حرارتی بیشترین تقاضا شامل نقاشی ، بافت و رنگ آمیزی است. هر مرحله گرما را معرفی می کند که بر جهت گیری مولکولی ، تبلور و پایداری ابعادی نخ تأثیر می گذارد.

1 فرآیند ترسیم

در مرحله نقاشی ، POY برای تراز کردن زنجیره های مولکولی ، افزایش قدرت و کاهش کشیدگی کشیده شده است. دمای غلطک های نقاشی باید بسته به تجهیزات و خصوصیات نخ مورد نظر ، بین 80 تا 160 درجه سانتیگراد کنترل شود.

برای POY بازیافت شده ، برای جلوگیری از شکستن رشته ، دمای نقاشی باید بهینه شود. اگر درجه حرارت خیلی زیاد باشد ، تخریب پلیمر می تواند تسریع کند و منجر به مقاومت کششی پایین تر شود. برعکس ، اگر درجه حرارت خیلی کم باشد ، نخ ممکن است به جهت گیری مناسب نرسد و در نتیجه خصوصیات مکانیکی ناهموار باشد.

شاخص اصلی ثبات حرارتی در این مرحله توانایی نخ در حفظ تنش و کشش مداوم در چندین رشته بدون چسبیدن یا شکستن است.

2. فرآیند بافت

بافت شامل تبدیل نخ کشیده شده به یک شکل فله و الاستیک از طریق گرما و زرق و برق مکانیکی است. بافت هوا و بافت پیچ و تاب کاذب رایج ترین تکنیک ها است. در بافت پیچ و تاب کاذب ، نخ در محفظه ای که به طور معمول از 180 تا 220 درجه سانتیگراد گرم می شود ، گرم می شود.

POY بازیافت شده باید در این مرحله رفتار انقباض پایدار را نشان دهد. هرگونه تغییر در ساختار مولکولی یا رطوبت می تواند منجر به رشد ناهموار شود. پایداری حرارتی بالا تضمین می کند که نخ کشش و فله خود را بدون فیوز یا تغییر شکل حفظ می کند.

تولید کنندگان اغلب برای ارزیابی عملکرد ، پارامترهایی مانند درصد انقباض حرارتی و شاخص تبلور را کنترل می کنند. POY بازیافت شده با بازسازی پلیمری بهبود یافته تمایل به نشان دادن مقادیر انقباض حرارتی نزدیک به مواد باکره ، به طور معمول بین 3 تا 7 درصد در شرایط آزمایش استاندارد نشان می دهد.

3. رنگ آمیزی و تنظیم گرما

پس از بافت ، نخ یا پارچه در معرض رنگ آمیزی و تنظیم گرما قرار می گیرد که هر دو شامل درجه حرارت بالا و رطوبت هستند. دمای رنگ آمیزی برای پلی استر به طور کلی تحت فشار به حدود 130 درجه سانتیگراد می رسد.

POY بازیافت شده باید در این مراحل مقاومت در برابر تخریب هیدرولیتی و اکسیداسیون حرارتی مقاومت کند. اگر زنجیرهای پلیمری ناپایدار باشند ، نخ ممکن است یکنواختی رنگ را از دست بدهد یا فازی را تجربه کند. تنظیم گرما ، که در دماهای بین 180 تا 200 درجه سانتیگراد انجام می شود ، ساختار پارچه را بیشتر تثبیت می کند.

ثبات حرارتی در این مرحله تعیین می کند که آیا نساجی تمام شده پس از شستشوی مکرر یا قرار گرفتن در معرض نور خورشید ، دقت و صافی ابعادی را حفظ می کند.

عوامل مؤثر بر پایداری حرارتی POY بازیافت شده

عوامل مختلفی در رفتار حرارتی POY بازیافت شده در طی پردازش پایین دست نقش دارند. اینها شامل یکپارچگی زنجیره ای پلیمر ، رطوبت باقیمانده ، مواد افزودنی و پارامترهای پردازش است.

1. یکپارچگی زنجیره ای پلیمر

طول و یکنواختی زنجیره های پلیمری تا حد زیادی نقطه ذوب و تبلور را تعیین می کند. PoY بازیافت شده با ویسکوزیته ذاتی بالاتر به طور معمول ثبات حرارتی بیشتری را نشان می دهد ، زیرا زنجیره های طولانی تر در برابر حرکت حرارتی مقاومت بهتری دارند.

2. رطوبت باقیمانده

رطوبت به عنوان یک کاتالیزور برای تخریب هیدرولیتی عمل می کند و باعث کاهش مقاومت پلیمری در دماهای بالا می شود. بنابراین ، خشک شدن مؤثر پوسته ها و گلوله های بازیافت شده قبل از اکستروژن ضروری است.

3. مواد افزودنی و تثبیت کننده

تثبیت کننده های حرارتی و آنتی اکسیدان ها را می توان به پلی استر بازیافت شده برای محافظت در برابر تخریب در طول پردازش اضافه کرد. این مواد افزودنی حتی پس از گرمایش مکرر به حفظ رنگ و خاصیت کششی کمک می کند.

4. پارامترهای پردازش

دما ، نسبت قرعه کشی و سرعت خط همه بر جهت گیری مولکولی نخ تأثیر می گذارد. یک فرآیند کنترل شده و سازگار یکنواختی را تقویت می کند ، که به نوبه خود باعث بهبود رفتار حرارتی در مراحل بعدی می شود.

آزمایش پایداری حرارتی Poy بازیافت شده

برای ارزیابی ثبات حرارتی ، از چندین آزمایش آزمایشگاهی برای ارزیابی نحوه رفتار POY بازیافت شده تحت قرار گرفتن در معرض گرما استفاده می شود. تست های متداول شامل موارد زیر است:

• کالری سنجی اسکن دیفرانسیل (DSC): اندازه گیری دمای ذوب ، رفتار تبلور و دمای انتقال شیشه.
• تجزیه و تحلیل حرارتی (TGA): کاهش وزن را در گرمایش کنترل شده تعیین می کند ، که نشان دهنده دمای تخریب حرارتی است.
• تست انقباض: اندازه گیری تغییرات بعدی نخ هنگام قرار گرفتن در دمای تعیین شده برای مدت زمان خاص.
• تجزیه و تحلیل مکانیکی پویا (DMA): تغییرات در مدول را با دما ارزیابی می کند ، نشان می دهد که چگونه سفتی در استرس گرما تکامل می یابد.

نتایج حاصل از این آزمایشات بینش در مورد چگونگی بازیافت PoY می تواند در برابر چرخه های حرارتی پایین دست و بدون خراب شدن مقاومت کند.

مقایسه بازیافت شده و باکره Poy

هنگام مقایسه POY بازیافت شده با Virgin Poy ، بسته به فرآیند بازیافت و خلوص مواد اولیه ، تفاوت های زیادی در ثبات حرارتی مشاهده می شود.

به طور کلی ، ویرجین POY نقاط ذوب کمی بالاتر را نشان می دهد ، اغلب بین 255 تا 260 درجه سانتیگراد ، در حالی که PoY بازیافت شده ممکن است نقاط ذوب بین 250 تا 255 درجه سانتیگراد را نشان دهد. این کاهش جزئی عمدتاً ناشی از برش زنجیره ای جزئی در هنگام بازیافت است. با این حال ، برای اکثر برنامه های نساجی ، این تفاوت بسیار مهم نیست ، به شرط آنکه دمای پایین دست در حد توصیه شده باقی بماند.

خصوصیات مکانیکی مانند سرسختی و کشیدگی در هنگام استراحت نیز برای نخهای بازیافت شده کمی پایین تر است ، اما تکنیک های پیشرفته بازسازی می توانند این شکاف را به حداقل برسانند. از نظر عملی ، POY بازیافت شده در صورت برخورد تحت شرایط حرارتی بهینه می تواند در عملیات پایین دست به طور مؤثر عمل کند.

بهبود ثبات حرارتی در Poy بازیافت شده

تولید کنندگان می توانند از طریق چندین رویکرد پایداری حرارتی POY بازیافت شده را تقویت کنند:

1. استفاده از خوراک بازیافت شده با خلوص بالا: مرتب سازی و تمیز کردن حیوان خانگی بازیافت شده برای از بین بردن آلودگی.
2. پلیمریزاسیون حالت جامد (SSP): یک فرآیند پس از جبران خسارت که وزن مولکولی را بازسازی می کند و ویسکوزیته ذاتی را بازیابی می کند.
3. ترکیب تثبیت کننده های حرارتی: افزودنی هایی که تخریب و اکسیداسیون را در طی پردازش دمای بالا مهار می کنند.
4. اکستروژن و خنک کننده بهینه: حفظ دمای ذوب پایدار و خاموش کردن کنترل شده برای ترویج تبلور یکنواخت.
5. مدیریت رطوبت: اطمینان از خشک شدن مناسب خوراک قبل از چرخش برای جلوگیری از هیدرولیز.

از طریق این اقدامات ، POY بازیافت شده می تواند در طیف وسیعی از فرآیندهای پایین دست به عملکرد پایدار و تکرار شونده برسد.

پیامدهای عملی برای تولید کنندگان نساجی

درک پایداری حرارتی POY بازیافت شده برای مهندسان فرآیند و طراحان پارچه بسیار مهم است. کنترل مناسب دمای پردازش می تواند از مشکلات پرهزینه مانند شکستگی رشته ، جذب رنگ ناهموار یا اعوجاج ابعادی در پارچه های تمام شده جلوگیری کند.

تولیدکنندگانی که POY بازیافت شده را در خطوط تولید خود ادغام می کنند ، باید هر مرحله را با دقت کنترل کنند ، از خشک کردن و اکستروژن گرفته تا ترسیم و تنظیم گرما. با این کار ، آنها می توانند اطمینان حاصل کنند که نخ های بازیافت شده در حالی که به پایداری محیط زیست کمک می کنند ، به همان اندازه مواد باکره عمل می کنند.

پایان

پایداری حرارتی POY بازیافت شده در طی پردازش پایین دست یک عامل تعیین کننده است که بر موفقیت آن در تولید نساجی تأثیر می گذارد. در حالی که فرآیند بازیافت تغییرات ساختاری خاصی را در پلیمر معرفی می کند ، پیشرفت در تصفیه و ترمیم پلیمر باعث افزایش رفتار حرارتی نخهای بازیافت شده شده است.

هنگامی که به درستی پردازش و تثبیت می شود ، POY بازیافت شده می تواند عملکرد عالی را در عملیات ترسیم ، بافت و رنگ آمیزی حفظ کند. خواص حرارتی قابل اعتماد آن ، تولید کنندگان را قادر می سازد پارچه های با کیفیت و با کیفیت بالا را که اهداف پایداری مدرن را برآورده می کنند ، تولید کنند. از آنجا که فناوری همچنان در حال تکامل است ، بازیافت شده Poy به احتمال زیاد نقش بیشتری در تعادل عملکرد ، اقتصاد و مسئولیت محیط زیست در صنعت نساجی خواهد داشت. $ $