Viscosity effects in computer modeling of fiber spinning from crystallizing polymer melts

L. Jarecki; A. Ziabicki

Data publikacji : 2022-09-01

Tom 49 Nr 2 (2004)

Zastosowanie modelowania komputerowego do określenia wpływu lepkości na dynamikę przędzenia włókien ze stopionego polimeru krystalizującego

L. Jarecki A. Ziabicki

Abstrakt

Metodą modelowania komputerowego przeprowadzono analizę roli lepkości (eta) w dynamice formowania włókien ze stopionego polimeru krystalizującego. Przyjęto w tym celu zależność eta od lokalnej temperatury i stopnia krystaliczności polimeru wzdłuż drogi formowania. Rolę eta, polimeru badano na przykładzie poli(tereftalanu etylenu) (PET) w pełnym zakresie szybkości formowania - od małych do dużych prędkości odbioru włókien (V(L)). Silny wpływ wymuszonej naprężeniem krystalizacji orientowanej zachodzącej w formowanej strudze na lokalną lepkość polimeru wynika z sieciowania przez powstające krystality stanowiące fizyczne węzły tworzącej się struktury żelu. Model przewiduje ograniczenie szybkości formowania ze stanu stopionego i wystąpienie maksimum V(L). Zmiany eta, polimeru wzdłuż linii formowania bada się z zastosowaniem uproszczonych modeli analitycznych (zaniedbanie siły grawitacji i oporu powietrza) oraz pełnego modelu numerycznego. Równanie bilansu sił w modelach analitycznych w przypadku pominięcia sił inercji reprezentowane jest równaniem (34), a w przypadku jej uwzględnienia równaniem (35). Modele te prowadzą do osiowych profili prędkości Irównania (38) i (44)] oraz V(L) [równania (39) i (45)] zależnych wykładniczo od siły początkowej (F(0)) i "całki płynności" (I(L)) będącej całką z odwrotności lepkości polimeru. Wartość V(L) jest uwarunkowana przez I(L) wzdłuż całej linii formowania [równanie (41)|, I(L). zależy natomiast od F(0) (rys. 4 i 5) poprzez wpływ F(0) na osiowe profile krystaliczności (rys. 6 i 7), a także od temperatury polimeru (chłodzenie, grzanie strefowe, itd.). Występowanie maksimum na krzywej obrazującej zależność V(L) od siły początkowej, przewidziane w obu modelach analitycznych (rys. 2 i 3) oraz w pełnym modelu numerycznym procesu (rys. 8), jest konsekwencją silnych reologicznych efektów orientowanej krystalizacji związanych z żelowaniem struktury, a nie kształtowania się profilu temperatury i jej wpływu na lepkość polimeru.

Słowa kluczowe

modelowanie matematyczne ; przędzenie włókien ; polimer stopiony ; orientacja molekularna ; krystalizacja orientowana ; lepkość polimeru krystalizującego mathematical modeling of melt spinning ; fiber spinning from crystallizing polymer melt ; molecular orientation ; oriented crystallization ; viscosity of crystallizing polymer

Szczegóły

Bibliografia

Wskaźniki

Autorzy

Pobierz pliki

PDF (English)

Zasady cytowania

Jarecki, L., & Ziabicki, A. (2022). Zastosowanie modelowania komputerowego do określenia wpływu lepkości na dynamikę przędzenia włókien ze stopionego polimeru krystalizującego. Polimery, 49(2), 101-109. Pobrano z http://ichp.vot.pl/index.php/p/article/view/1730

Cytowania w Google Scholar

Statystyki

Total abstract views : 57

PDF Downloads : 43

L. Jarecki ljarecki@ippt.gov.pl

Afiliacja
Institute of Fundamental Technological Research, Polish Academy of Sciences, Polymer Physics Laboratory, ul. Świętokrzyska 21, 00-049 Warszawa

A. Ziabicki

Afiliacja
Institute of Fundamental Technological Research, Polish Academy of Sciences, Polymer Physics Laboratory, ul. Świętokrzyska 21, 00-049 Warszawa