Wpływ grzania strefowego na strukturę włókien PET i dynamikę procesu przędzenia ze stanu stopionego. Cz. I. krystaliczność i orientacja molekularna

A. Blim; E. Ołdak; A. Wasiak; L. Jarecki

Data publikacji : 2022-09-01

Tom 50 Nr 1 (2005)

Wpływ grzania strefowego na strukturę włókien PET i dynamikę procesu przędzenia ze stanu stopionego. Cz. I. krystaliczność i orientacja molekularna

A. Blim E. Ołdak A. Wasiak L. Jarecki

Abstrakt

Badano wpływ temperatury komory grzejnej (TK) i prędkości odbioru (VL) na stopień krystaliczności (XV), dwójłomność optyczną (Dn), orientację krystaliczną (fc) i orientację amorficzną (fa) surowych włókien PET otrzymanych w procesie przędzenia ze stanu stopionego z zastosowaniem grzania strefowego. Grzanie takie zapewniała termostatowana komora z gorącym powietrzem o temp. 100-210 stopni C. Włókna odbierano z niej z różnymi prędkościami w zakresie wolnego (konwencjonalnego) i szybkiego (>4000 m/min) przędzenia w warunkach ustalonej grubości masowej włókien. Stopień krystaliczności określano z pomiaru gęstości w kolumnie gradientowej, a czynnik orientacji krystalicznej - z zastosowaniem azymutalnych profili równikowych linii dyfrakcyjnych na rentgenogramach WAXS. Czynnik orientacji amorficznej wyznaczano z pomiarów dwójłomności, czynnika orientacji krystalicznej i stopnia krystaliczności. Pomiary prowadzono z małą i dużą wartością VL, odpowiednio 2600 m/min i 4800 m/min, w niskiej (135 stopni C) bądź w wysokiej (195 stopni C) temperaturze komory. Niższa wartość TK mieści się w połowie zakresu pomiędzy temperaturą zeszklenia (Tg) i temperaturą maksymalnej szybkości krystalizacji (Tmax). Stwierdzono, że włókna PET o dużej wartości XV można otrzymywać z konwencjonalnymi prędkościami VL stosując temperaturę TK >135 stopni C. W przypadku szybkiego przędzenia, wzrost XV wymaga zastosowania wysokiej TK, w pobliżu Tmax ≈ 190 stopni C. Orientacja molekularna charakteryzuje się znacznymi wartościami czynnika fc ≈ 0,9 (niezależnie od warunków przędzenia) i świadczy o stałości krytycznej orientacji fa potrzebnej do wystąpienia krystalizacji orientowanej. Dużą orientację amorficzną przędzionych włókien uzyskuje się w procesach z krystalizacją indukowaną w linii technologicznej przędzenia. W przypadku małych prędkości odbioru czynnikiem indukującym jest grzanie strefowe, a w przypadku szybkiego przędzenia - duża wartość fa. Orientacja amorficzna jest większa, gdy stosuje się niższą temperaturę TK. Wysoka TK prowadzi do zmniejszenia wartości fa wskutek relaksacji. Włókna o największych wartościach dwójłomności otrzymano w wysokiej temperaturze komory.

Słowa kluczowe

przędzenie włókien ze stanu stopionego ; PET ; grzanie strefowe ; temperatura komory ; szybkość odbioru włókien ; orientacja amorficzna ; orientacja krystaliczna ; krystalizacja orientowana melt spinning ; PET ; zone heating ; chamber temperature ; take-up speed ; amorphous orientation ; crystalline orientation ; oriented crystallization

Szczegóły

Bibliografia

Wskaźniki

Autorzy

Pobierz pliki

PDF

Zasady cytowania

Blim, A., Ołdak, E., Wasiak, A., & Jarecki, L. (2022). Wpływ grzania strefowego na strukturę włókien PET i dynamikę procesu przędzenia ze stanu stopionego. Cz. I. krystaliczność i orientacja molekularna. Polimery, 50(1), 48-59. Pobrano z http://ichp.vot.pl/index.php/p/article/view/1608

Bibliografia

Ziabicki A.: „Fundamentals of Fiber Formation”,Wiley, Londyn 1976.

2. Boryniec A., Skwarski T.: „Technolgia włókien sztucznych”, PWN, Warszawa 1969.

3. Ziabicki A., Kawai H.: „High-Speed Fiber Spinning”, Wiley, Nowy Jork 1985.

4. Pat USA 4 134 882 (1979).

5. Kawaguchi T. w: „High-Speed Fiber Spinning” (red. Ziabicki A., Kawai H.), Wiley, Nowy Jork 1985, str. 3—19.

6. Pat USA 4 909 976 (1990).

7. Cuculo J. A., Tucker P. A., Chen G. Y., Lin C. Y., Denton J.: Int. Polym. Proc. 1989, 4, 85.

8. Cuculo J. A., Tucker P. A., Chen G. Y.: J. Appl. Polym. Sci., Appl. Polym. Symp. 1991, 47, 223.

9. Lin C. Y., Tucker P. A., Cuculo J. A.: J. Appl. Polym. Sci. 1992, 46, 531.

10. Hayashi S., Katsuya T., Ishihara H., Yasuda H.: Sen-I Gakkaishi 1992, 48, 541.

11. Jarecki L., Ziabicki A., Blim A.: Comput. Theoret. Polym. Sci. 2000, 10, 63.

12. Samuels R. J.: „The Identification, Interpretation, and Application of Crystalline Polymer Structure”, Wiley, Nowy Jork 1974.

13. van Krevelen D. W.: „Properties of Polymers, Correlations with Chemical Structure”, Elsevier, Amsterdam 1972.

14. Vassilatos G., Knox B. H., Frankfort H. R. E.: w [5], str. 383—428.

15. Schultz J. M., Fakirov S.: „Solid State Behaviour of Linear Poliesters and Polyamides”, Prentice Hall, Englewood Cliffs 1990.

16. Heuvel H. M., Lucas L. J., van den Heuvel C. J. M., de Weijer A. P.: J. Appl. Polym. Sci. 1992, 45, 1649.

17. Huang B., Ito M., Kanamoto T.: Polymer 1994, 35, 1329.

18. Kunugi T., Suzuki A.: J. Appl. Polym. Sci. 1996, 62, 713.

19. Ziabicki A.: Textile Res. J. 1996, 66, 705.

20. Sajkiewicz P., Ziabicki A., Jarecki L.: Fibres Text. East. Eur. 1968, 6, 44.

21. Ziabicki A., Kędzierska K.: J. Appl. Polym. Sci. 1962, 6, 11; 1962, 6, 361.

22. Ziabicki A., Jarecki L.: w [5], str. 225—269.

23. Shimizu J., Okui N., Kikutani N.: w [5], str. 429—486.

24. Jarecki L.: Polimery 2001, 46, 335.

25. Jarecki L.: Polimery 2001, 46, 420.

26. Jarecki L., Ziabicki A.: Polimery 2004, 49, 26.

27. Pat. brytyjski 903 427 (1962).

28. Pat. jap. 70 1952 (1970).

29. Pat. brytyjski 1 487 843 (1980).

30. Cuculo J. A., Tucker P. A., Chen G. Y.: J. Appl. Polym. Sci., Appl. Polym. Symp. 1991, 47, 223.

31. Lin C. Y., Tucker P. A., Cuculo J. A.: J. Appl. Polym. Sci. 1992, 46, 531.

32. Llana P. G., Boyce M. C.: Polymer 1999, 40, 6729.

33. Jarecki L., Blim A.: (w przygotowaniu).

34. Brandrup J., Immergut E. H.: „Polymer Handbook”, Interscience Publ., Nowy Jork 1966.

35. Hermans J. J.: „Contribution to the Physics of Cellulose Fibers” (red. Hermans P. H.), Elsevier, Amsterdam 1946.

36. Hermans J. J., Hermans P. H., Vermass D.,Weidinger A.: Rec. Trav. Chim. Pays-Bas. 1946, 65, 427.

37. Stein R. S.: J. Polymer Sci. 1958, 31, 327.

38. Wilchinsky J.: J. Appl. Phys. 1959, 30, 729.

39. Wasiak A.: Prace IPPT 36/1971.

40. Blim A.: „Wpływ temperatury na strukturę i dynamikę formowania w³ókien poliestrowych”, praca doktorska, IPPT PAN, Warszawa 2004.

41. Mark J. E.: „Physical Properties of Polymers”, American Institute of Physics, Nowy Jork 1996.

42. Wasiak A.: Prace IPPT 38/1973.

43. Pluta M.: „Mikroskopia fazowo-kontrastowa i interferencyjna”, PWN,Warszawa 1965.

44. Stein R. S., Norris F. H.: J. Polym. Sci. 1956, 21, 381.

45. Dumbleton J. H.: J. Polym. Sci. A2 1968, 6, 795.

46. Perez G.: w [5], str. 333—362.

47. Heuvel H. M., Huisman R.: w [5], str. 295—331.

48. Bragato G., Gianotti G.: Eur. Polym. J. 1983, 19, 803.

49. Aleksander L. E.: „X-Ray Diffraction Methods in Polymer Science”, Wiley—Interscience, Nowy Jork 1969.

Google Scholar

Cytowania w Google Scholar

Statystyki

Total abstract views : 35

PDF Downloads : 14

A. Blim polimery@ichp.pl

Afiliacja
Instytut Podstawowych Problemów Techniki PAN, Pracownia Fizyki Polimerów, ul. Świętokrzyska 21, 00-049 Warszawa

E. Ołdak

Afiliacja
Instytut Podstawowych Problemów Techniki PAN, Pracownia Fizyki Polimerów, ul. Świętokrzyska 21, 00-049 Warszawa

A. Wasiak

Afiliacja
Instytut Podstawowych Problemów Techniki PAN, Pracownia Fizyki Polimerów, ul. Świętokrzyska 21, 00-049 Warszawa

L. Jarecki

Afiliacja
Instytut Podstawowych Problemów Techniki PAN, Pracownia Fizyki Polimerów, ul. Świętokrzyska 21, 00-049 Warszawa