Kasvava painotus kestävän tekstiilituotannon suhteen on asettanut kierrätettyjä materiaaleja kasvavan tarkastuksen alla, etenkin suorituskyvyn ja luotettavuuden suhteen. Näistä materiaaleista kierrätetään osittain suuntautuneen langan tai kierrätetty poy , on tullut keskittyminen sekä kuitujen tuottajille että kangasvalmistajille. Teollisuuden siirtyessä kohti kiertotalousmalleja ymmärtäminen, kuinka kierrätetty poy käyttäytyy loppupään prosessoinnin aikana, tulee kriittinen. Yksi merkittävimmistä tekijöistä, jotka vaikuttavat sen suorituskykyyn, on lämmön stabiilisuus.

Kierrätetyn poy

Kierrätetyllä poy viittaa osittain suuntautuneeseen polyesterilankaan, joka tuotetaan kierrätetyillä raaka-aineilla, jotka ovat tyypillisesti johdettuja kuluttajan jälkeisestä polyeteenitereftalaatista tai PET-, pulloista ja teollisesta polyesterijätteestä. Prosessien, kuten pesun, silputuksen, sulamisen ja kehrämisen kautta, jätemateriaali suunnitellaan uudelleen uusiksi filamenteiksi, joita voidaan edelleen käsitellä kuvioituihin tai täysin piirrettyihin lankoihin.

Termi ”osittain suuntautunut” kuvaa polyesterilankojen tuotannon keskivaihetta, jossa polymeeriketjut ovat osittain kohdistettuja, mutta niitä ei ole täysin piirretty. Tämä vaihe on kriittinen, koska se määrittelee, kuinka lanka käyttäytyy seuraavissa prosesseissa. Sekä neitsyt- että kierrätysmuodoissa POY: n on osoitettava riittävä johdonmukaisuus ja stabiilisuus kestämään alavirran käsittelyjen aikana kohdistettuja lämpö- ja mekaanisia rasituksia.

Lämpövakaus kuitutieteessä

Lämpötabiilisuus viittaa yleensä materiaalin kykyyn ylläpitää sen rakenteellista ja mekaanista eheyttä altistuessaan lämmölle. Polyesterilankojen yhteydessä tämä sisältää resistenssin lämmön heikkenemiselle, kiteisyyden stabiilisuudelle ja tasaisen mekaanisen suorituskyvyn kohonneissa lämpötiloissa. Kierrätetylle POY: lle tämä ominaisuus on välttämätön, koska se määrittelee, pystyykö lanka onnistuneesti kestämään korkeita lämpötiloja sulamatta, kutistumatta tai menettämättä sen molekyylisuuntautumista.

Pyrkimykset seuraavat prosessit - kuten piirtäminen, teksturointi, värjäys ja lämmön asetus - saavat poy toistuviin lämmitys- ja jäähdytyssykleihin. Mikä tahansa polymeerirakenteen epävakaus voi johtaa virheisiin, kuten epätasaiseen kutistumiseen, filamentin rikkoutumiseen tai värin ja rakenteen muutoksiin. Siksi lämmön vakauden ymmärtäminen auttaa valmistajia optimoimaan käsittelyolosuhteet kankaan laadun ylläpitämiseksi.

Kierrätyksen vaikutus polymeerirakenteeseen

Kierrätys vaikuttaa polyesterin luontaisiin ominaisuuksiin, koska polymeeriketjut voivat käydä hajoamisen uudelleenkäsittelyn lämpö- ja mekaanisten vaiheiden aikana. Jokainen kierrätysjakso voi lyhentää polymeeriketjuja vähentäen luontaista viskositeettia ja molekyylipainoa.

Alempi molekyylipaino johtaa usein sulamispisteen, vetolujuuden ja joustavuuden vähentymiseen. Lämmön altistuessa kierrätetty poy hajotetuilla polymeeriketjuilla voi alkaa muodonmuutosta tai pehmentää aikaisemmin kuin neitsyt materiaalit. Lisäksi kierrätysprosessista jäävät epäpuhtaudet - kuten jäännös kosteus, liikkumattomat väriaineet tai muiden polymeerien saastuminen - voivat edistää epätasaista lämpökäyttäytymistä.

Kierrätystekniikan kehitys on kuitenkin parantanut materiaalin puhtautta ja polymeeriketjun uudelleenrakentamista. Tekniikat, kuten solid-state-polymerointi ja kontrolloitu lämpökäsittely, voivat palauttaa osan menetetystä molekyylipainosta, mikä parantaa kierrätettyjen lankojen lämpövastusta. Seurauksena on, että korkealaatuinen kierrätetty POY voi nyt suorittaa verrattain neitsyt lankoihin kohtuullisissa prosessointilämpötiloissa.

Lämpökäyttäytyminen alavirran prosessoinnin aikana

Alavirran prosessointi sisältää sarjan vaiheita, jotka muuttavat Poyn valmiiksi langoiksi tai kankaiksi. Tärkein vaativimpia vaiheita ovat piirtäminen, teksturointi ja värjäys. Jokainen vaihe tuo lämpöä, joka vaikuttaa molekyylin suuntautumiseen, kiteytymiseen ja langan ulottuvuuden stabiilisuuteen.

1. Piirustusprosessi

Piirustusvaiheessa Poy venytetään molekyyliketjujen kohdistamiseksi, lisäämällä lujuutta ja vähentämällä pidentymistä. Piirustustelan lämpötilaa on valvottava huolellisesti, usein 80–160 astetta, laitteista ja halutuista lankaominaisuuksista riippuen.

Kierrätetylle POY: lle piirustuslämpötila on optimoitava filamentin rikkoutumisen estämiseksi. Jos lämpötila on liian korkea, polymeerin hajoaminen voi kiihtyä, mikä johtaa alhaisempaan vetolujuuteen. Sitä vastoin, jos lämpötila on liian alhainen, lanka ei välttämättä saavuta asianmukaista suuntausta, mikä johtaa epätasaisiin mekaanisiin ominaisuuksiin.

Lämpötabiliteetin avainindikaattori tässä vaiheessa on langan kyky ylläpitää tasaista jännitystä ja pidentymistä useiden filamenttien välillä tarttumatta tai murtumatta.

2. Teksturointiprosessi

Teksturointiin sisältyy piirretyn lanka muuntaminen liukeneeksi, joustavaksi muotoksi lämmön ja mekaanisen puristuksen kautta. Ilman teksturointi ja väärä kierre -teksturointi ovat yleisimmät tekniikat. Väärin kierre -teksturoinnissa lanka lämmitetään kammiossa, joka on tyypillisesti 180 - 220 celsiusastetta.

Kierrätetyn POY: n on osoitettava vakaa kutistumiskäyttäytyminen tässä vaiheessa. Molekyylirakenteen tai kosteuspitoisuuden vaihtelut voivat johtaa epätasaiseen puristuskehitykseen. Korkea lämpöstabiilisuus varmistaa, että lanka säilyttää joustavuutensa ja irtotavaransa sulattamatta tai muodonmuutoksia.

Valmistajat seuraavat usein parametreja, kuten lämmön kutistumisprosenttia ja kiteisyysindeksiä suorituskyvyn arvioimiseksi. Kierrätetyllä POY: llä, jolla on parannettu polymeerien uudelleenrakentaminen, on taipumus osoittaa lämpö kutistumisarvot lähellä Neitsyt -materiaaleja, tyypillisesti 3–7 prosenttia vakiokokeessa.

3. Väri- ja lämpöasetus

Teksturoinnin jälkeen lanka tai kangas kohdistuu värjäytymiseen ja lämmön asetukseen, joihin molemmat liittyvät kohonneet lämpötilat ja kosteuden. Polyesterin värjäyslämpötila saavuttaa yleensä noin 130 celsiusastetta paineen alaisena.

Kierrätetyn POY: n on kestävä hydrolyyttinen hajoaminen ja lämmön hapettuminen näiden vaiheiden aikana. Jos polymeeriketjut ovat epävakaita, lanka voi menettää värin yhtenäisyyden tai kokea filamentin sumutuksen. Lämpöasetus, joka on suoritettu lämpötiloissa välillä 180 - 200 celsiusastetta, stabiloi edelleen kangasrakenteen.

Lämpöstabiilisuus tässä vaiheessa määrittelee, ylläpitävätkö valmiit tekstiilit mittatarkkuutta ja sileyttä toistuvien pesujen tai auringonvalon altistumisen jälkeen.

Kierrätetyn POY: n lämmönvakauteen vaikuttavat tekijät

Useat tekijät edistävät kierrätetyn POY: n lämpökäyttäytymistä alavirran prosessoinnin aikana. Näihin kuuluvat polymeeriketjun eheys, jäännös kosteus, lisäaineet ja prosessointiparametrit.

1. Polymeeriketjun eheys

Polymeeriketjujen pituus ja tasaisuus määrittävät suurelta osin sulamispisteen ja kiteisyyden. Kierrätetyllä POY: llä, jolla on korkeampi luontainen viskositeetti, on tyypillisesti suurempi lämpöstabiilisuus, kun pidemmät ketjut kestävät lämpöä paremmin.

2. Jäännös kosteus

Kosteus toimii katalyyttinä hydrolyyttisen hajoamisen kannalta vähentäen polymeerin lujuutta korkeissa lämpötiloissa. Siksi kierrätettyjen hiutaleiden ja pellettien tehokas kuivaus ennen suulakepuristusta on välttämätöntä.

3. Lisäaineet ja stabilisaattorit

Lämpötabilisaattorit ja antioksidantit voidaan lisätä kierrätettyyn polyesteriin suojaamiseksi hajoamiselta prosessoinnin aikana. Nämä lisäaineet auttavat ylläpitämään väri- ja vetolujuuksia myös toistuvan lämmityksen jälkeen.

4. Käsittelyparametrit

Lämpötila, piirtosuhde ja linjanopeus vaikuttavat kaikki langan molekyylisuuntaukseen. Hallittu ja johdonmukainen prosessi parantaa tasaisuutta, mikä puolestaan parantaa lämpökäyttäytymistä myöhemmissä vaiheissa.

Kierrätetyn POY: n lämpöstabiilisuuden testaaminen

Lämpöstabiilisuuden arvioimiseksi käytetään useita laboratoriokokeita arvioimaan, kuinka kierrätetty poy käyttäytyy lämpöaltistuksesta. Yleisiä testejä ovat:

Differentiaalinen skannauskalorimetria (DSC): Mittaa sulamislämpötilan, kiteytymiskäyttäytymisen ja lasin siirtymälämpötilan.
Thermogravimetrinen analyysi (TGA): Määrittää painonpudotuksen säädetyn lämmityksen alla, mikä osoittaa lämmön hajoamislämpötilan.
Kutistumistesti: Mittaa langan mittamuutokset, kun ne asetetaan lämpötiloihin tietyille kestoille.
Dynaaminen mekaaninen analyysi (DMA): Arvioi moduulin muutokset lämpötilan kanssa osoittaen, kuinka jäykkyys kehittyy lämpöjännityksen alla.

Näiden testien tulokset antavat käsityksen siitä, kuinka hyvin kierrätetty poy kestää alavirran lämpösyklejä ilman heikkenemistä.

Kierrätetyn ja Virgin Poyn vertaaminen

Kun verrataan kierrätettyä POY: tä Virgin PoY: iin, voidaan havaita useita lämpöstabiilisuuden eroja kierrätysprosessista ja raaka -aineiden puhtaudesta riippuen.

Yleensä Virgin POY: llä on hiukan korkeammat sulamispisteet, usein välillä 255 - 260 astetta, kun taas kierrätetyllä poy voi näyttää sulamispisteitä välillä 250 - 255 celsiusastetta. Tämä pieni alennus johtuu pääasiassa pienestä ketjun leikkauksesta kierrätyksen aikana. Useimmissa tekstiilisovelluksissa tämä ero ei kuitenkaan ole kriittinen edellyttäen, että alavirran lämpötilat pysyvät suositeltujen rajojen sisällä.

Mekaaniset ominaisuudet, kuten sitkeys ja pidentyminen tauolla, ovat myös hiukan pienemmät kierrätettyjen langojen suhteen, mutta edistyneet regeneraatiotekniikat voivat minimoida tämän aukon. Käytännössä kierrätetty POY voi toimia tehokkaasti alavirran toiminnoissa, jos niitä käsitellään optimoiduissa lämpöolosuhteissa.

Kierrätetyn POY: n lämmönvakauden parantaminen

Valmistajat voivat parantaa kierrätetyn POY: n lämpöstabiilisuutta useiden lähestymistapojen avulla:

Korkeuden kierrätetyn raaka-aineiden käyttö: Kierrätetyn lemmikin lajittelu ja puhdistus saastumisen poistamiseksi.
Kiinteän tilan polymerointi (SSP): Postikdensaatioprosessi, joka rakentaa molekyylipainon ja palauttaa sisäisen viskositeetin.
Lämpövakainten sisällyttäminen: Lisäaineet, jotka estävät hajoamista ja hapettumista korkean lämpötilan prosessoinnin aikana.
Optimoitu suulakepuristus ja jäähdytys: Vakaa sula lämpötilan ylläpitäminen ja kontrolloitu sammutus tasaisen kiteytymisen edistämiseksi.
Kosteudenhallinta: Raaka -aineen asianmukaisen kuivauksen varmistaminen ennen hydrolyysin estämiseksi.

Näiden toimenpiteiden avulla kierrätetty POY voi saavuttaa vakaan ja toistettavan suorituskyvyn monilla alavirran prosesseilla.

Käytännölliset vaikutukset tekstiilien valmistajille

Kierrätetyn POY: n lämmönvakauden ymmärtäminen on elintärkeää prosessisuunnittelijoille ja kangassuunnittelijoille. Käsittelylämpötilojen asianmukainen hallinta voi estää kalliita ongelmia, kuten filamentin rikkoutumista, epätasaista väriaineen imeytymistä tai loppukankaita.

Valmistajien, jotka integroivat kierrätetyn POY: n tuotantolinjoihinsa Näin toimittamalla he voivat varmistaa, että kierrätetyt langat toimivat yhtä luotettavasti kuin neitsyt materiaalit samalla kun ympäristön kestävyyttä edistävät.

Johtopäätös

Kierrätetyn POY: n lämpöstabiilisuus loppupään prosessoinnin aikana on ratkaiseva tekijä, joka vaikuttaa sen menestykseen tekstiilituotannossa. Vaikka kierrätysprosessi tuo tiettyjä polymeerien rakenteellisia muutoksia, puhdistuksen ja polymeerien palauttamisen edistyminen on parantanut huomattavasti kierrätettyjen lankojen lämpökäyttäytymistä.

Kun asianmukaisesti jalostettu ja stabiloitu, kierrätetty POY voi ylläpitää erinomaista suorituskykyä piirustus-, teksturoinnissa ja värjäysoperaatioissa. Sen luotettavien lämpöominaisuuksien avulla valmistajat voivat tuottaa kestäviä, korkealaatuisia kankaita, jotka saavuttavat nykyaikaiset kestävyystavoitteet. Kun tekniikka kehittyy edelleen, kierrätetyllä POY: llä on todennäköisesti entistä suurempi rooli suorituskyvyn, talouden ja ympäristövastuun tasapainottamisessa tekstiiliteollisuudessa.