خيوط ورقائق ألياف النايلون: الخصائص والدرجات والمواصفات

فهم خيوط ألياف النايلون : الإنتاج والأنواع والأداء

خيوط ألياف النايلون عبارة عن خيوط اصطناعية ذات طول متواصل يتم إنتاجها بواسطة بوليمر بولي أميد ذوبان الغزل - وهو الأكثر شيوعًا نايلون 6 أو نايلون 6،6 - إلى خيوط طويلة غير منقطعة يتم سحبها وتركيبها وجرحها في شكل عبوة للنسيج والمعالجة الصناعية. على عكس خيوط الألياف الأساسية، التي يتم نسجها من ألياف قصيرة الطول، تتكون الخيوط الخيطية من خيوط متواصلة تمتد بطول العبوة بالكامل، مما يعطي النسيج أو الهيكل الناتج سطحًا أملسًا وموحدًا وقوة شد عالية وخصائص مقطع عرضي متسقة في جميع الأنحاء.

يحدد عدد الخيوط داخل الغزل - عدد الخيوط الفردية المستمرة الملتوية أو المجمعة معًا - الكثير من طابعها الملموس والأداء. خيوط ذات عدد خيوط منخفض (الشعيرات الأحادية أو الشعيرات المتعددة منخفضة الدنير) تنتج هياكل صلبة وعالية القوة تستخدم في خطوط الصيد وأقمشة الترشيح الصناعية وشعيرات الفرشاة. خيوط ذات كثافة عالية من خيوط الدنير (الخيوط الدقيقة، 100-300 خيط لكل حزمة غزل) تنتج أقمشة ناعمة قابلة للثني تستخدم في الجوارب، وملابس السباحة، والملابس الداخلية، والملابس الرياضية. تخدم كيمياء البوليمر نفسها - مادة البولي أميد - كلا التطبيقين من خلال الاختلاف في عدد الخيوط، ومنكر لكل خيط (dpf)، ومعالجات التركيب بعد الغزل.

غزل خيوط النايلون المسطح (FDY) مقابل غزل النايلون المحكم (DTY).

تتوفر خيوط النايلون تجاريًا في شكلين هيكليين أساسيين يحددان مدى ملاءمتها للاستخدام النهائي:

• خيوط مرسومة بالكامل (FDY): يتم إنتاجه في عملية سحب تدور بخطوة واحدة حيث يتم سحب الخيط إلى اتجاهه النهائي مباشرة بعد البثق. يتمتع نايلون FDY بمثابرة عالية (عادة 4.5-7.0 ن/دتكس )، استطالة منخفضة، وسطح مستوٍ وناعم. إنها المواصفات القياسية للأقمشة المحبوكة، والحزام الصناعي، ونسيج حزام الأمان، وقماش المظلة، والمنسوجات التقنية حيث تعد القوة وثبات الأبعاد من المتطلبات الأساسية.
• خيوط السحب (DTY): تم إنتاجه من خلال نسيج ملتوي زائف للغزل الموجه جزئيًا (POY)، والذي يقدم تجعيدًا حلزونيًا في كل خيط على حدة. يتميز نايلون DTY بمتانة أقل من FDY ولكنه أكبر بكثير في الحجم، واستعادة التمدد، والنعومة - وهي خصائص تجعله مفضلاً للجوارب وملابس السباحة والملابس الرياضية والأقمشة المحبوكة الدائرية حيث يكون التمدد والراحة من أهداف التصميم.

نايلون 6 مقابل خيوط نايلون 6,6

تتمتع كيميائيتا البولياميد السائدتان المستخدمتان في إنتاج خيوط الخيوط بخصائص مميزة تؤثر على قرارات المواصفات:

• نايلون 6 (بولي كابرولاكتام): نقطة انصهار حوالي 220 درجة مئوية، قابلية صبغ جيدة بالأصباغ الحمضية، أسهل في إعادة التدوير بسبب إزالة البلمرة مرة أخرى إلى مونومر كابرولاكتام. تهيمن على أسواق الملابس والجوارب الأوروبية والآسيوية. يتم إنتاجه على نطاق واسع عالميًا بسبب طريق التوليف أحادي المونومر.
• نايلون 6,6 (بولي هكساميثيلين أديباميد): نقطة انصهار تبلغ حوالي 255 درجة مئوية، ومقاومة أعلى للحرارة، ومتانة أعلى بشكل هامشي ومقاومة للتآكل مقارنة بالنايلون 6 عند الدنير المكافئ. يُفضل استخدام السيارات والصناعات وأسلاك الإطارات في أمريكا الشمالية حيث يعد ثبات الحرارة أمرًا بالغ الأهمية. يرتبط تاريخيًا بالجوارب الفاخرة والملابس الرياضية عالية الأداء.

مواصفات خيوط الغزل الرئيسية للمشترين

يجب على فرق المشتريات التي تقوم بمصادر خيوط النايلون للمعالجة النسيجية أو الصناعية تقييم وتحديد المعلمات التالية لضمان ملاءمة المواد واتساق الدفعة إلى الدفعة:

• الكثافة الخطية (المنكر أو dtex): يتم التعبير عن دقة الغزل الإجمالية بالكتلة بالجرام لكل 9000 م (منكر) أو لكل 10000 م (dtex). تتراوح خيوط الملابس عادةً من 20D إلى 140D؛ تتراوح الخيوط الصناعية والتقنية من 210D إلى 1890D وما فوق.
• عدد الخيوط: عدد الخيوط المستمرة الفردية لكل حزمة غزل، معبرًا عنها بالرقم الثاني في تسمية منكر/خيوط (على سبيل المثال، 70D/34f = 70 منكر، 34 خيوط).
• مثابرة: قوة الكسر تم تطبيعها بواسطة الكثافة الخطية (cN/dtex أو g/d). درجات النسيج القياسية: 4.0-5.5 cN/dtex؛ الدرجات الصناعية عالية المتانة: 7.0-9.5 cN/dtex.
• الاستطالة عند الاستراحة: يتم التعبير عنها كنسبة مئوية. نايلون FDY عادة 20-35%؛ نايلون DTY 25-45%؛ خيوط صناعية عالية المتانة 15-25%.
• محتوى الزيت النهائي: يتم تطبيق اللمسة النهائية الدورانية أثناء الإنتاج لإدارة الاحتكاك والكهرباء الساكنة أثناء المعالجة النهائية. عادة 0.6-1.2% بالوزن؛ تسبب الانحرافات مشاكل في المعالجة على معدات الحياكة والنسيج عالية السرعة.

رقائق ألياف النايلون :المواد الخام المنبع

رقائق خيوط ألياف النايلون - يشار إليها أيضًا برقائق البولياميد، أو حبيبات النايلون، أو شرائح النايلون - وهي مادة خام البوليمر الصلبة التي يتم إنتاج خيوط النايلون منها. وهي عبارة عن قطع صغيرة أسطوانية أو على شكل حبيبات من راتنج البولياميد، عادةً قطرها 2-4 ملم وطولها 2-3 ملم ، يتم إنتاجه عن طريق بلمرة المونومر (المونمرات)، وقذف البوليمر الناتج من خلال قالب حبلا، وتبريد الماء، والتكوير. يوفر شكل الرقاقة مادة مستقرة وحرة التدفق يمكن نقلها وتخزينها وتجفيفها وتغذيتها باستمرار في آلات بثق ذات غزل ذائب.

تحدد جودة رقائق النايلون - وتحديدًا وزنها الجزيئي، وتوزيع الوزن الجزيئي، ومحتوى الرطوبة عند الغزل، وغياب الملوثات - قابلية دوران البوليمر والخصائص الفيزيائية النهائية للغزل الناتج منه. وبالتالي فإن جودة الرقاقة هي المتغير الأساسي في سلسلة إنتاج خيوط النايلون، وظروف الغزل، ونسب السحب، ومعلمات التركيب.

معلمات جودة الشريحة الحرجة

يقوم منتجو الخيوط الذين يقومون بتقييم موردي رقائق النايلون بتقييم المعايير الفنية التالية كمؤشرات جودة أولية:

• اللزوجة النسبية (RV) أو لزوجة حمض الفورميك: المعلمة الأكثر أهمية لرقائق النايلون المخصصة لإنتاج خيوط الغزل. يعكس RV متوسط ​​طول السلسلة الجزيئية - وهو محدد مباشر لمتانة الغزل واستطالته وقابلية المعالجة. عادةً ما تحتوي رقائق النايلون 6 القياسية المصنوعة من الألياف لغزل خيوط النسيج على RV يبلغ 2.4-2.8 (يتم قياسه بتركيز 1% في 96% حمض الكبريتيك)؛ تتطلب درجات الخيوط الصناعية عالية المتانة RV من 3.0 إلى 3.5 أو أعلى.
• محتوى الرطوبة: رقائق النايلون استرطابية ويجب تجفيفها إلى الأسفل 0.05-0.08% رطوبة مباشرة قبل ذوبان الغزل. تؤدي الرطوبة المتبقية فوق هذه العتبة إلى تحلل مائي لسلاسل البوليمر في مرحلة الذوبان، مما يقلل الوزن الجزيئي، وينتج جزيئات هلامية، ويسبب انقطاع الخيوط أثناء الغزل. تعد مجففات الرقائق التي تعمل عند درجة حرارة 80 درجة مئوية إلى 100 درجة مئوية تحت التفريغ أو دوران الهواء الجاف لمدة 8 إلى 16 ساعة من الممارسات القياسية قبل العصر.
• تركيز المجموعة النهائية الأمينية والكربوكسيلية: يؤثر توازن مجموعات الأمين والكربوكسيل النهائية في سلاسل البوليمر على قابلية الصبغ، والاستقرار الحراري، وسلوك الارتباط المتبادل. يتم تصنيع الرقائق المخصصة لتطبيقات الصباغة العميقة بتركيزات مرتفعة من مجموعة الأمينات النهائية لزيادة امتصاص الصبغة الحمضية في الخيوط النهائية.
• محتوى TiO₂ (المذيب): يتم دمج جزيئات ثاني أكسيد التيتانيوم في رقائق النايلون أثناء البلمرة للتحكم في لمعان الغزل. لا تحتوي الرقائق اللامعة على TiO2 وتنتج خيوطًا عالية اللمعان؛ رقائق شبه مملة تحتوي على ما يقرب من 0.3-0.5% تيو₂ لتطبيقات الملابس القياسية؛ تحتوي الرقائق الكاملة الباهتة على 1.5-2.0% للغزل التقني والصناعي غير اللامع.
• محتوى المواد القابلة للاستخراج (الأوليجومرات): تنتج بلمرة النايلون 6 أوليغومرات حلقية - في المقام الأول مونومر الكابرولاكتام وثنائياته وقواطعه - القابلة للذوبان في الماء الساخن ويجب إزالتها عن طريق استخلاص الرقائق بالماء الساخن قبل الدوران. المستخرجات المتبقية أعلاه 0.5% يتسبب في ارتفاع ضغط حزمة الفلتر أثناء الدوران، وتقليل امتصاص الصبغة، وتفتح السطح على القماش النهائي أثناء المعالجة الرطبة.

من الرقائق إلى الغزل: عملية الغزل الذائبة

يتبع تحويل رقائق النايلون إلى خيوط خيطية تسلسلًا محددًا جيدًا من خطوات العملية، والتي يجب التحكم في كل منها بإحكام لإنتاج خيوط ضمن المواصفات. يوضح فهم هذا التسلسل سبب ترجمة معلمات جودة الرقاقة مباشرة إلى نتائج جودة الغزل.

يتم تغذية الرقائق المجففة بالجاذبية أو نقلها تحت جو خامل إلى طارد لولبي، حيث يتم صهرها عند درجات حرارة تتراوح بين 255 درجة مئوية و 285 درجة مئوية بالنسبة للنايلون 6، يشكل ذوبانًا متجانسًا ذو لزوجة ثابتة. يتم ضخ المادة المصهورة بضغط يتم التحكم فيه بدقة من خلال مضخة تروس قياس وفي حزمة الدوران - وهي مجموعة مرشحة تحتوي على لوحة مغزال ذات فتحات متعددة محفورة بدقة (قطرها عادة 0.2-0.4 مم) تتوافق مع عدد الخيوط المطلوبة للغزل.

يتم إخماد تيارات الذوبان الدقيقة المنبعثة من خلال فتحات المغزل بواسطة تيار هواء متقاطع أو شعاعي في مدخنة الغزل، وتتصلب إلى خيوط فردية تتجمع في حزمة غزل، مغلفة بطبقة نهائية من الدوران، وملفوفة بسرعات 3000-6000 م/دقيقة لـ POY أو يتم تمريرها مباشرة من خلال لفات السحب الساخنة لإنتاج FDY. العملية برمتها من ذوبان الرقاقة إلى حزمة الجرح مستمرة، وتعمل تحت المراقبة في الوقت الحقيقي لضغط الذوبان، وشد الخيوط، وبناء العبوة لضمان اتساق الدفعة.

ينتشر أي اختلاف في محتوى RV أو الرطوبة أو محتوى القلة مباشرة في عملية الغزل كتقلبات الضغط أو تغيرات في معدل كسر الفتيل أو انحرافات في الخصائص الفيزيائية للغزل - وهذا هو السبب في أن مواصفات جودة الرقاقة يتم فرضها بتفاوتات مشددة من قبل منتجي الخيوط الذين يقومون بتشغيل معدات الغزل عالية السرعة حيث يؤدي التوقف غير المخطط له والإنتاج غير الجيد إلى عواقب كبيرة من حيث التكلفة.