Wpływ krystalizacji na proces formowania włókien ze stopionego polimeru

• Autorzy: Ziabicki A. , Jarecki L.

Warianty tytułu

EN

Crystallization effects in the spinning of fibers from polymer melts

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono jednowymiarowy model matematyczny formowania włókien ze stopionego, wolno krystalizującego polimeru, sprzężony z krystalizacją uwarunkowaną temperaturą i naprężeniem. Model ten pozwala na wykazanie występowania wzajemnych powiązań krystalizacji i dynamiki formowania włókien. W rozważaniach przyjęto model cieczy newtonowskiej z lepkością zależną od temperatury lub od temperatury i krystalizacji. Uwzględniono dodatkowo efekt krystalizacji, która znacznie zwiększa lepkość polimeru podczas formowania włókna. Obliczenia numeryczne przeprowadzono w odniesieniu do formowania włókien ze stopionego poli(tereftalanu etylenu). Wynika z nich, że w warunkach większych prędkości odbioru procesowi temu towarzyszy krystalizacja orientowana, indukowana naprężeniem rozciągającym. Prowadzi ona do zawężenia oraz przesunięcia formowania włókien w kierunku wypływu strugi stopionego polimeru z filiery. Następuje przy tym zwiększenie gradientu prędkości polimeru w strudze, powodujące wzrost naprężenia rozciągającego.

EN

Molecular orientation in, and crystallinity of, polymers decide about fiber properties. Formation of an ordered molecular structure is essential for spinning processes. Mathematical modelling of fiber spinning involves the dynamic equations of (i) energy conservation that governs the heat trans-fer between the filament and cooling medium (air), (ii) momentum conser-vative accounting for inertia, air drag, gravity and surface tension, (iii) con-stitution of a viscous crystallizing fluid, (iv) kinetics of crystallization (coupled with energy and momentum conservation). Crystallization accompanying melt spinning provides for a heat source embedded in the equation of heat conservation. A one-dimensional model involving temperature- and stress-dependent crystallization allowed to describe fiber formation dynamics in a slow-crystallizing polymer melt. A newtonian liquid model was adopted with temperature- only, or both temperature- and crystallization-dependent vis-cosity of (PET) melt. Crystallization elevates the viscosity of the melt. The calculations performed for fiber spinning in molten PET showed higher take-up velocities to be conducive to shifting the stress-induced oriented crystallization, and thus to the fiber forming process, toward the spinneret outlet. Crystallization increased the filament velocity gradient and the tensile stress rose accordingly.

Słowa kluczowe

PL

formowanie włókien; krystalizacja nieizotermiczna; krystalizacja pod naprężeniem

EN

fiber formation; non-isothermal crystallization; stress-induced crystallization

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 1998
• Tom: T. 43, nr 5
• Strony: 293--299

Twórcy

autor

Ziabicki A.

autor

Jarecki L.