معرفی انواع روش های تولید الیاف مصنوعی (قسمت دوم)

روش های مختلف تولید الیاف مصنوعی

• تر ریسی (Wet Spinning)

تر ریسی اغلب برای پلیمرهایی مورد استفاده قرار می­گیرد که در حلال­ های غیر فرار یا گرما ناپایدار حل می­شوند. این فرآیند برای تولیدِ الیاف پلی آکریلونیتریل، پلی وینیل کلراید، پلی وینیل الکل و سلولز استفاده می­شود.

در این روش، ابتدا پلیمر به صورت گرانول و یا چیپس در حلال مناسب حل می­شود. به دلیلِ قرار گرفتنِ رشته­ ساز (Spinneret) در داخل حمام انعقاد که حاوی ضد حلال است (مایعی که می­تواند در حلالِ محلول پلیمری حل شود، اما نمی­تواند پلیمر را حل کند)، حلال از درون الیاف خارج می­گردد. گاهی اوقات مراحلی مانندِ کشش، شستشو، خشک کردن و تنظیم گرما نیز با فرایند تر ریسی ترکیب می­شوند. در انتها، الیاف به منظور استفاده در مراحل بعدی، دورِ بسته­ ی مناسبی پیچیده می­شوند.

این فرآیند در مقایسه با ذوب ریسی و خشک ریسی، سرعت  بسیار کم تری (از ۵۰ تا ۳۰۰ متر در دقیقه) دارد. این امر عمدتاً به این دلیل است که رشته ­ها در حمام­ های مایع، نیروهای کششی بسیار بزرگ تری را تحمل می­ کنند.

• ژل ریسی (Gel Spinning)

این روش که به عنوان خشک-تر ریسی شناخته می­شود، می­تواند برای تولید الیاف پلیمری با کارایی بالا از پلیمرهای با زنجیرهای پلیمری قابل انعطاف مانند پلی­ اتیلن با وزن مولکولی بسیار بالا استفاده شود. اشکال مختلفی از این فرایند وجود دارد.

در ابتدا محلول پلیمری با غلظتِ کم (برای UHMW-PE در حدود 1 تا 2 درصد) به داخل رشته ساز پمپ می­شود تا یک شکاف هوای کوتاه ایجاد شود. رشته های اکسترود شده از شکاف هوا عبور کرده (مشابه فرایند خشک ریسی) و بعد به داخل حمام می­روند (مانند تر ریسی). این فرایند امکان تشکیل رشته ­های ژل به وسیله انعقاد گرمایی برگشت پذیر را فراهم می­کند. این رشته­ ها از پایداری مکانیکیِ کافی برخوردار بوده و به داخل اجاق منتقل می­شوند تا  با کشیده شدن به الیافی با کارایی بالا تبدیل شوند. در سه روش قبل، مرحله کشش برای دستیابی به جهت­ گیری مولکولی بالا و خواص مکانیکی خوب ضروری است. اما در این فرایند نقشی ضروری دارد. به طور کلی، رشته ­های ژل هنوز حاوی مقدار زیادی حلال هستند و شبکه­ های متورم را تشکیل می­ دهند که به مناطق بلوری کوچک متصل هستند. کشیدن چنین رشته هایی به طور معمول با درجه حرارت بالا در اجاق انجام می­شود. اگرچه پس از حذف کامل حلال نیز کشیدن امکان پذیر است، وجود حلال در هنگام کشیده شدن می­تواند به تسهیل حرکت زنجیرهای پلیمری کمک کند و منجر به جهت گیری مولکولی بسیار بالا در الیاف ژل ریسی شده گردد.