عملیات کشش و تکسچرایزینگ و تاثیر آن بر آرایش یافتگی الیاف

کشش

فرآیندهای ریسندگی که در مقالات قبلی به آن پرداخته شد، سبب جهت گیری و آرایش یافتگی پلیمرها می گردد. آرایش یافتگی با فرآیند کشش تکمیل می شود، فرآیندی که زنجیره های پلیمری طولانی را هم تراز در امتداد محور طولی لیف می کشد و باعث می شود که به هم نزدیک باشند و انسجام ایجاد کنند.

هر جا که زنجیره های پلیمری بتوانند در یک لیف نزدیک هم جمع شوند، تمایل به ایجاد نظم در اتم ها به وجود می آید. دسته های بسته بندی شده و محکم از مولکول ها کریستال نامیده می شوند، زیرا در واقع مناطقی هستند که دارای ترتیب و نظم دقیق اتم های مشخصه همه بلورها هستند. بین کریستال ها مناطقی وجود دارد که در آن مولکول ها نتوانسته اند خود را دقیقاً هماهنگ کنند.

این مناطق  آمورف یا غیر کریستالی نامیده می شوند. بنابراین، با توجه به ساختار لیف، زنجیره های پلیمری می توانند ترکیبی از مناطقیبلوری و آمورف باشند.

در حین عملیات کشش، زنجیره های پلیمر بر روی یکدیگر لیز می خورند، زیرا در امتداد محور طولی لیف کشیده می شوند. با ادامه کشش، بیشتر و بیشتر مولکول ها به وضعیتی منتقل می شوند که می توانند در کنار یکدیگر درون بلورها قرار بگیرند. در این مناطق مولکول ها در نتیجه نیروهای بین مولکولی قادر به محکم نگه داشتن یکدیگر هستند و در برابر حرکت بیشتر مقاومت می کنند.

لذا وابسته به عوامل مختلف، فرآیند کشش الیاف یک حد بهینه دارد که تا قبل از آن الیاف کشیده می شوند و آرایش یافتگی و ازدیاد طول پیدا می کنند اما بیش تر از آن زنجیره های مولکولی الیاف برای حرکت از خود مقاومت نشان می دهند.

به عنوان مثال، پس از ریسندگی نایلون، این الیاف قبل از مقاومت در برابر کشش بیشتر، ممکن است به اندازه پنج برابر طول اولیه کشیده شوند. در این مرحله، مولکول ها تا حد امکان به مناطق کریستالی تراز می شوند و محکم در کنار هم قرار می گیرند. سپس رشته قادر به مقاومت در برابر نیروی بزرگ و  کشش بیشتر است.

آب قادر به نفوذ بین مولکول های موجود در ناحیه کریستالی یک لیف نیست و  در مناطق غیر کریستالی و آمورف نفوذ می کند. بنابراین ، افزایش تراز، سبب کاهش جذب رطوبت لیف می گردد.

افزایش مقاومت در برابر نفوذ آب به نوبه خود بر خاصیت رنگرزی الیاف بسیار تأثیر گذار است. مولکولهای رنگزا نمی توانند از حمام رنگ به فضاهای بین مولکولهای لیف منتقل شوند. اما از طرف دیگر افزایش مقاومت در برابر نفوذ توسط مولکول های خارجی همچنین باعث بهبود پایداری شیمیایی کلی یک لیف می شود.

الیاف با کشیدن تغییر می کنند. در حالت معمولی، نایلون معمولاً مات است. با کشیدن رشته ها و جهت گیری مولکولی، رشته ها شفافیت و درخشش خاصی به دست می آورند.

تکنیک های کشش

الیاف را می توان به عنوان بخشی جدایی ناپذیر از عملیات ریسندگی یا در یک مرحله جداگانه مورد فرایند کشش قرار داد.

الیافی مانند نایلون و پلی پروپیلن را می توان بدون اعمال گرمای خارجی (یا در دمایی کم تر یا مساوی 70 درجه سانتیگراد) کشید- فرایندی که به آن کشش سرد گفته می شود.

الیاف دیگری مانند پلی استر که با سرعت بسیار بالایی ریسندگی می شوند، باعث تولید نخ هایی می گردند که به عنوان نخ های نیمه آرایش یافته (POY) شناخته می شوند، الیافی که تا حدی کشیده و تا حدودی متبلور می شوند و می توان آنها را بعداً در طی عملیات نساجیمورد کشش قرار داد.

بسیاری از الیاف مانند PET نیاز دارند که به سرعت پس از ریسندگی تحت عمل یک کشش گرم قرار گیرند، در غیر این صورت شکننده و بی دوام می شوند.

اجتناب از چنین شکنندگی بخشی از دلایل تهیه نخ های نیمه آرایش یافته (POY) است. اکریلیک ها ممکن است پس از خشک شدن تحت کشش گرم (معروف به کشش پلاستیکی) قرار گیرند. نایلون در نظر گرفته شده برای مصارفی که نیاز به مقاومت فوق العاده بالا دارند از قبیل سیم لاستیک، به کشش گرم نیاز دارد. آرامیدها نیز می توانند با این روند بسیار بهبود یابند.

به عنوان مثال ، الیاف فیلامنتی Nomex ، یک آرامید با مارک تجاری ، تحت عملیات کشش گرم قرار می گیرد تا استحکام کششی آن تقریباً دوبرابر محصول حاصل از ریسندگی برای الیاف استیپل گردد. Kevlar 29 ، یک آرامید با مارک تجاری دیگر ، در دمای بیش از 400 درجه سانتیگراد کشیده می شود تا Kevlar 49 تولید گردد، الیافی با سختی تقریباً دو برابر محصول کشیده نشده.

تکسچرایزینگ

 به معنی ایجاد چین و چروک و خلل و فرج در الیاف است. چنین تغییراتی در شکل فیزیکی یک لیف بر رفتار و زیردست پارچه های ساخته شده از آن ها تأثیر می گذارد.

برای نخ‌های مداوم که در پوشاک استفاده می شوند، تعدادی از فرایندهای تکسچرایزینگ ممکن است در یک کارخانه نساجی یا توسط تولید کننده الیاف استفاده شود.

در حالت دوم، به نخ های حاصل، نخ های تکسچره شده گفته می شود. بیشتر تکنیک های تکسچرایزینگ، فرایندهای پر سرعتی هستند. این فرآیند برای tow ها در سرعت پایین تر اما تناژ تولیدی بالا تر انجام می گردد.

ترجمه شده از : https://www.britannica.com/technology/man-made-fiber/Processing-and-fabrication

شرکت دانش بنیان شیمیایی سلیس با بیش از 30 سال سابقه تولید کننده انواع مواد تعاونی نساجی می باشد. جهت دریافت دیتاشیت و نمونه و یا اطلاعات بیشتر با ما در تماس باشید.