Cinemática de formación húmeda
Distribución de velocidad en la línea giratoria durante la formación húmeda
1. Análisis cinemático de la línea de hilado en el proceso de colocación húmeda
(1) Sin estiramiento: la solución giratoria enviada desde la bomba de medición se presiona en el canal de spinneret (el diámetro del orificio de la hilera es d o ; la longitud del canal es l o ), y luego se extruye del orificio del spinneret. La delgada corriente de solución de hilado se expande en el orificio. En este momento, la velocidad de la corriente delgada es la velocidad del flujo libre (V F ) y el diámetro de la corriente delgada expandida es D F, lo que mantiene el tamaño constante a lo largo del eje de la corriente delgada.
(2) Bajo el estiramiento: la corriente delgada se extrae debajo del estiramiento del primer rodillo guía. La velocidad del flujo de salida es v o . La corriente delgada se vuelve más delgada gradualmente después de pasar el diámetro máximo (d m ). Este proceso de más delgado continúa hasta el punto de congelación.
El proceso de hilado se puede dividir en cuatro secciones:
Área I: área de flujo de poros
Área II: Área de hinchazón
Área III: área de adelgazamiento
Área IV: Región de viaje de velocidad constante de fibras coaguladas.
2. Estado estirado determinado por la velocidad de estiramiento
(1) Estiramiento positivo: V l > v O , relación de estiramiento de boquilla de hilado de fusión y giro húmedo parcial: (v l -v o )/ v o > 0
(2) Cero estiramiento: V l ≈v o , relación de estiramiento de boquilla de hilado húmedo: (v l -v o )/ v o = 0
(3) estiramiento negativo: V L O , relación de estiramiento de boquilla de hilado húmedo: (v l -v o )/ v o <0
A diferencia del giro de la fusión, cuando la solución madre giratoria se extruye del orificio de la hilera, la solución madre aún no se ha solidificado, la resistencia a la tracción de la línea de giro es muy baja, y no puede soportar el estiramiento excesivo del spinneret, por lo que la formación húmeda generalmente Adopta el estiramiento negativo de Spinneret, el estiramiento cero o no mucho estiramiento positivo.
3. Características de las cuatro zonas a lo largo del proceso de hilado
Área I: Área de flujo de poros : después de que la solución giratoria ingresa al orificio de la hilera, fluye hacia adelante a lo largo de la dirección axial. La velocidad de flujo v x de la solución madre permanece constante a lo largo del eje x: dv x /dx = 0.
En este caso, puede ocurrir la orientación de las cadenas macromoleculares y almacenar energía elástica, lo que afectará el tamaño del área de apertura de poros.
Área II: Área de hinchazón : V x disminuye a lo largo de la línea de proceso de hilado, V x ↓. El gradiente de velocidad axial es negativo, es decir, dv x /dx <0. En el caso de cambiar la relación de dibujo del spinneret, la relación de expansión B disminuye con el aumento de la relación de dibujo VL/VO. Cuando la relación de estiramiento aumenta en un cierto valor, la zona de hinchamiento (ii) puede desaparecer por completo
Área III: Área de adelgazamiento : el filamento se estira y fluye, se alarga y se vuelve más delgado.
VX ↑, D ↓:
IIA: DV X /DX> 0, D 2V X /DX 2> 0
IIB: DV X /DX> 0, D 2V X /DX 2<0
El área III es el área crítica para la formación de fibras y el área principal donde se forma la estructura inicial de la fibra. La orientación del flujo de estiramiento aumenta, y la orientación de deformación de estiramiento de la capa de piel de gelatina aumenta.
Área IV: Región de viaje de velocidad constante de fibras coaguladas: curado de filamentos.
Vx = k, d = k ,, = 0
La estructura primaria de la fibra continúa completando.
