Mathematical Modelling of the Pneumatic Melt Spinning of Isotactic Polypropylene. Part III Computations of the Process Dynamics

• Autorzy: Jarecki L. , Lewandowski Z.

Warianty tytułu

PL

Matematyczny model pneumatycznego przędzenia włókien ze stopu izotaktycznego polipropylenu. Cz. III Obliczenia komputerowe dynamiki procesu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Computer simulation of the pneumatic melt spinning of isotactic polypropylene based on the mathematical model of the process is presented. Two dynamic zones of the air jet-filament interactions along the melt blowing axis are predicted – a zone with a drawing activity of the air jets with aligned filaments in this zone, and a passive zone with the bending and coiling of the filaments. The diameter of the fibres and structure of the nonwoven should depend on the die-to-collector distance, and the zone in which the collector is located. Ranges of the zones are discussed as dependent on the initial velocity of the air jets, the melt extrusion temperature, and the molecular weight of the polymer. Axial profiles of the polymer velocity, diameter and temperature of the filament, the tensile force, tensile stress, and rheological pressure along the melt blowing axis are presented for a process with the collector located within the air-drawing zone at a fixed take-up distance. The dynamic profiles indicate a narrow axial range of air-drawing next to the spinneret.

PL

Przedstawiono wyniki symulacji komputerowej pneumatycznego przędzenia włókien ze stopu izotaktycznego polipropylenu opartej na modelu matematycznym procesu. Obliczenia modelowe przewidują występowanie na osi przędzenia dwóch stref dynamicznych oddziaływania strumień powietrza - strugi polimeru: strefa aktywnego oddziaływania aerodynamicznego prowadzącego do rozciągania strug i równoległego ich ułożenia w strefie oraz strefa pasywna, gdzie następuje zginanie się strug oraz ich statystyczne skłębianie. Wnioskuje się, że grubość włókien w odbieranej włókninie oraz struktura włókniny powinny zależeć od strefy dynamicznej, w której następuje jej odbiór. Dyskutowane są zakresy obu stref dynamicznych w zależności od prędkości początkowej strumienia powietrza, temperatury wytłaczania stopu polimeru oraz masy cząsteczkowej polimeru. Przedstawiono osiowe profile prędkości, średnicy, temperatury, siły i naprężenia rozciągającego strugi polimeru oraz ciśnienia reologicznego wzdłuż osi przędzenia w przypadku procesów z ustaloną odległością odbioru włókniny od filiery, w strefie dynamicznej aktywności strumienia powietrza. Otrzymane dynamiczne profile procesu wskazują, zgodnie z obserwacjami doświadczalnymi, wąski zakres formowania się włókna wzdłuż osi strumienia aerodynamicznego, w pobliżu belki przędzalniczej.

Słowa kluczowe

EN

melt blowing; air drawing; nonwovens; polypropylene; modelling

PL

dmuchanie; rysunek; włókniny; polipropylen; modelowanie

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Łódzki Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Fibres & Textiles in Eastern Europe
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 17, no. 1 (72)
• Strony: 75--80
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Jarecki L.

• Institute of Fundamental Technological Research, Polish Academy of Science, Warsaw, Poland

autor

Lewandowski Z.

• Institute of Textile Engineering and Polymer Materials, University of Bielsko-Biala, Bielsko-Biała, Poland

Bibliografia

• 1. Bansal V., Shambaugh R. L.; Ind. Eng. Chem. Res., Vol. 37, 1998, p. 1799.
• 2. Farer R., Batra S. K., Ghosh T. K., Grant E., Seyam A. M.; International Nonwovens J., Spring 2003, p. 36.
• 3. Bresee R. R., Ko W. C.; International Nonwovens J., Summer 2003, p. 21.
• 4. Bresee R. R.; International Nonwovens J., Spring 2004, p. 36.
• 5. Moore E. M., Papavassiliou D. V., Shambaugh R. L.; International Nonwovens J., Fall 2004, p. 43.
• 6. Krutka H. M., Shambaugh R. L., Papavassiliou D. V.; Ind. Eng. Chem. Res., Vol. 42, 2003, p. 5541.
• 7. Chen T., Wang X., Huang X.; Textile Research J., Vol. 74, 2004, p. 1018.
• 8. Zachara A., Lewandowski Z.; Fibres and Textiles in Eastern Europe, Vol. 16 (2008) No. 4(69), p. 17.
• 9. Jarecki L., Ziabicki A.; Fibres and Textiles in Eastern Europe, Vol. 16 (2008) No. 5(70), p. 22.
• 10. Lewandowski Z., Ziabicki A., Jarecki L.; Fibres and Textiles in Eastern Europe, Vol. 15 (2007) No. 5-6 (64-65), p. 77.
• 11. Chen T., Huang X.; Textile Res. J., Vol. 73, 2003, p. 651.
• 12. Chen T., Wang X., Huang X.; Textile Res. J., Vol. 75, 2005, p. 76.
• 13. Press W. H., Flannery B. P., Teukolsky S. A., Vetterling W. T.; „Numerical Recipes”, Cambridge Press 1989.
• 14. van Krevelen D. W.; “Properties of Polymers”, Third Edition, Elsevier, Amsterdam 2000, p. 676.
• 15. Ziabicki A., Alfonso G. C.; Colloid Polymer Sci., Vol. 272, 1994, p. 1435.
• 16. Gerking L.; Chemical Fibers International, Vol. 52, 2002, p. 424.