Os resultados das máquinas de filagem úmidas (ou seja, a qualidade e o desempenho das fibras finais) são afetados por fatores multidimensionais que envolvem sinergias entre características de matérias-primas, parâmetros de processo, design de equipamentos, controle ambiental e pós-tratamento. A análise é feita a partir de seis pontos principais:

Preparação e propriedade do líquido original

Sistemas de polímeros e solventes

- A distribuição de peso molecular, pureza e solubilidade dos poliméricos fibrosos afetam diretamente a estabilidade do protofluido de filação. Por exemplo, o poliacrilonitrilo (PAN) precisa escolher o solvente adequado (como DMSO) e formar uma solução uniforme através de um processo de inflação-dissolução.

- A viscosidade do líquido original deve ser controlada em uma faixa específica (geralmente 100-500 Pa·s), o excesso pode levar a dificuldades de extrusão e o excesso baixo pode gerar a ruptura de fios.

2. Tratamento pré-filado

- O líquido original deve ser misturado, filtrado (removendo blocos de gel e impurezas) e eliminado de espuma para evitar bloqueio ou formação de defeitos durante o processo de filagem.

- A produção de fibra viscosa também requer um processo de maduração para regular a têxtilidade do líquido original.

Parâmetros do processo de filação

1. Projeto da cabeça da rosca

O diâmetro da rosca (geralmente 0,05-0,12 mm), o número de orifícios e a disposição determinam a forma da seção da fibra (como redonda, esboca) e a uniformidade da densidade da linha.

- O material é usado principalmente de liga de platina ou liga de tántalo, resistente à corrosão e garante a estabilidade do tipo de orificio.

2. Extrusão e controle de alongamento

- Relação de estiramento da cabeça da rosca: geralmente é negativo ou ligeiramente positivo no tecido úmido para estabilizar o processo de formação.

- Tensão de alongamento: afeta a orientação da cadeia molecular e a cristalidade, alongamento moderado aumenta a força da fibra e alongamento excessivo leva à ruptura.

Condições de banho de solidificação

1. Dinâmica de dupla difusão

- A velocidade de difusão bidirecional do solvente e do coagulante determina a velocidade de coagulação da fibra. Temperaturas elevadas podem acelerar a difusão, mas precisam equilibrar a sincronização entre o endurecimento da superfície da fibra e a coagulação interna.

O gradiente de concentração do banho de coagulação afeta o comportamento de separação de fase, por exemplo, o sistema PAN / DMSO precisa controlar com precisão a proporção DMSO / H2O para evitar defeitos microporosos.

2. Ambiente mecânico de fluidos

- A velocidade e a direção do ciclo do banho de coagulação afetam a uniformidade da transmissão de massa, e turbulência pode levar a agitação da fibra ou concentração de tensão local.

- A escolha do método de banho profundo e do método de banho raso afeta o tempo de contato com a fibra e o efeito de alongamento.

Estrutura e função do equipamento

1. Precisão do sistema de rosca

- A combinação de bomba dosificadora e filtro em forma de vela garante o transporte quantitativo do líquido original e a filtragem de alta pressão, com flutuações de pressão causando fluxos desiguais.

- A distância entre a cabeça de rosca e o rolo guia de fio (filamento) afeta o intervalo de estiramento, o fio curto facilita a enrolação de alta velocidade, mas exige um controle de maior precisão.

2. Integração de pós-processamento

- O projeto dos dispositivos de lavagem, secagem e óleo afeta diretamente a taxa de remoção de solventes residuais de fibra e o desempenho da superfície.

- A linha de produção de fibra curta precisa de uma máquina combinada de pós-tratamento contínuo para garantir a estabilidade do agrupamento e do processamento passo a passo.

Especificações ambientais e operacionais

1. Controle de temperatura e umidade

- A flutuação da temperatura na oficina (recomendado ± 1 ° C) pode causar mudanças na viscosidade do líquido original, e o excesso de umidade pode levar a propriedades anormais das fibras absorventes de umidade (como cola viscosa).

Requisitos de limpeza: as partículas em suspensão devem ser < 5 μm para evitar a contaminação dos orifícios de pulverização ou a incorporação da superfície da fibra.

2. Normalização operacional

- Limpeza da cabeça da rosca após a parada e medidas anti-bloqueio (como a remoção de escamas por ultra-som) prolongam a vida útil do equipamento e reduzem a taxa de subprodução.

- Calibre regularmente a velocidade da bomba de dosagem e do rolo de estiramento para evitar erros acumulados que causem desvios nas especificações da fibra.

Pós-processamento e otimização do produto acabado

1. Esticamento e termotipagem

A estiração em vários estágios (geralmente 3-5 vezes) aumenta a orientação através da reorganização da cadeia molecular, aumentando significativamente a resistência à tração.

A temperatura de termoformação deve ser inferior ao ponto de fusão do polímero, eliminando a tensão interna e mantendo a estabilidade dimensional.

2. Alterações Funcionais

A adição de nanopartículas ou retardantes de chama ao líquido original pode conferir propriedades antibacterianas e antiestáticas à fibra.

- O tratamento de revestimento de superfície melhora a resistência ao desgaste e a afinidade de coloração.

O resultado das máquinas de filagem úmidas é essencialmente a expressão integrada da trinidade "material-processo-equipamento". As empresas precisam, de acordo com o posicionamento de seus próprios produtos (por exemplo, vendas médicas precisam de alta absorção de água e materiais de filtro industriais precisam de alta temperatura), otimizar os elementos de associação acima para alcançar uma produção de fibras de alta qualidade eficiente e estável.