التغيرات الجزيئية لـ POY أثناء عملية التركيب (رسم التركيب، DTY).

التغيرات الجزيئية لـ POY أثناء عملية التركيب (رسم التركيب، DTY).

سنتابع اليوم سلسلة الصناعة ونتحدث عن التغيرات الجزيئية لـ POY أثناء عملية التركيب (DTY).

تعد التغييرات على المستوى الجزيئي لـ POY أثناء التركيب (DTY) عملية ديناميكية متعددة المراحل. الآلية الأساسية هي أن السلاسل الجزيئية، تحت تأثير القوى الخارجية (التمدد والالتواء) والطاقة الحرارية، تعيد تنظيم نفسها تدريجيًا من حالة شبه مستقرة إلى شكل أكثر استقرارًا ومنظمًا ويمتلك تجعيدًا دائمًا. فيما يلي ملخص للتغيرات الجزيئية الرئيسية في كل خطوة من خطوات المعالجة:

Ⅰ、بدء الحالة الجزيئية لمواد التغذية POY في مرحلة إدخال POY: يكون POY المغزول حديثًا في حالة شبه مستقرة.

1. عدم التجانس الهيكلي: هناك عدم انتظام 'أعلى عند السطح، وأقل عند القلب' في الاتجاه الجزيئي - السلاسل الجزيئية السطحية لها اتجاه أعلى بسبب التبريد الأسرع والقص الأقوى، في حين أن القلب له اتجاه أقل.

2. الإجهاد الداخلي العالي: بعد أن يتم تمديد السلاسل الجزيئية بالقوة، فإنها تتبنى شكلاً 'مستقيمًا - متوترًا'، مما يؤدي إلى تخزين كمية كبيرة من إجهاد الاتجاه وإجهاد الانكماش الحجمي.

1. التبلور غير الكامل: درجة التبلور منخفضة جدًا، وتتكون في الغالب من شبه بلورات غير متبلورة أو بلورات دقيقة؛ السلاسل في المناطق غير المتبلورة متشابكة للغاية، وهناك عدد قليل من نقاط التشابك المستقرة.

II.、الصياغة والالتواء الكاذب (خطوات تشكيل النواة)
تحدث هذه في غرفة التسخين الأولى ومنطقة الالتواء الكاذب في اتجاه مجرى النهر وتشكل المرحلة الرئيسية لإعادة الترتيب الجزيئي المكثف.

التسخين والسحب (اللفة الأولى ← غرفة التسخين الأولى ← اللفة الثانية)
① التنشيط الحراري: في بيئة ساخنة أعلى من درجة حرارة التزجج (Tg) (بالنسبة للبوليستر حوالي 160-220 درجة مئوية)، يتم تنشيط الحركة القطاعية لسلاسل البوليمر.
② إعادة ترتيب السلسلة تحت الرسم

التوجيه وفك التشابك: في إطار عملية السحب في اللفة الثانية، تنزلق السلاسل المتوترة والمتشابكة وتمتد وتصطف في اتجاه القوة المطبقة (محور الألياف)، مما يزيد من نسبة السلاسل المستقيمة ويرفع الاتجاه الجزيئي بشكل ملحوظ.

التبلور الناجم عن الإجهاد: يوفر إجهاد الشد الطاقة والقوة الدافعة للترتيب المنظم للسلاسل على طول محور الألياف، مما يعزز تكوين البلورات الدقيقة وزيادة ملحوظة في التبلور. تشير بعض الأدبيات إلى أن هذه المرحلة هي بداية انتقال POY من البلورة المنخفضة إلى الأعلى.
③ استرخاء التوتر وإطلاق الضغط الداخلي: التسخين يجعل السلاسل أكثر مرونة بحيث يمكن تحرير واسترخاء جزء من الضغوط الداخلية المخزنة أثناء الدوران (ضغط التوجيه، والضغط الحجمي).

اللف الزائف (اللف الزائف باعتباره المنطقة الأساسية)
① اللف والقص: يطبق اللف الزائف القص الدوراني على الخيوط، مما يجبر سلاسل البوليمر في حالة اللدائن الحرارية على الخضوع للالتواء واللف.
② تثبيت التشكل وتشكيل التجعيد: في ظل الالتواء الذي يفرضه الإعصار الكاذب، يتم تشكيل السلاسل المرسومة والمسخنة بالفعل بشكل مؤقت إلى تطابقات محددة (على سبيل المثال، حلزونية)، وتشكيل التجعيد الجنيني. هذا الجزء أقل تفصيلاً في الأدبيات، ولكن من منظور العملية، فإن الالتواء الكاذب هو السبب المباشر لنقل شكل التجعيد.

III 、 ضبط الحرارة والمعالجة اللاحقة (التي تحدث في غرفة التسخين الثانية / الإعداد وبعد ذلك)
الهدف هو تثبيت الهيكل المشكل حديثًا.

ضبط الحرارة (غرفة التسخين الثانية)
① الاسترخاء واستدامة البنية الجزيئية: بعد فك الالتواء من الإعصار الكاذب، تتم إزالة الالتواء، ولكن عن طريق التسخين المعتدل في غرفة التسخين الثانية، تخضع السلاسل لحركات استرخاء خاضعة للرقابة دون قيود ميكانيكية.
② القضاء على الضغوط الالتوائية المؤقتة: يتم تخفيف الضغوط الالتوائية المتبقية أثناء الالتواء الخاطئ.
③ تعزيز الكمال البلوري وإعادة التبلور: يتم توفير الطاقة للسماح للبلورات الدقيقة بالنمو والتجانس في الحجم أو الخضوع لإعادة التبلور؛ تستمر التبلور في الزيادة وتصبح الشبكة البلورية أكثر كمالا واستقرارا.
④ قفل الهيكل: يتم تثبيت الهيكل المجعد الجديد المتكون عن طريق السحب واللف بشكل دائم بواسطة نقاط التبلور المنشأة حديثًا والقوى الجزيئية (على سبيل المثال، الرابطة الهيدروجينية، قوى فان دير فالس)، مما يمنح DTY تجعيدًا مستقرًا واستعادة مرنة.
⑤ تقليل الانكماش الحراري واستقرار الأبعاد: من خلال تحسين المناطق البلورية وزيادة التشابك المادي بين السلاسل، يكون انزلاق السلسلة المستقبلي عند التسخين محدودًا، مما يقلل من انكماش الماء المغلي ويحسن استقرار أبعاد المنتج النهائي.

التزييت واللف
① الحد من أضرار الاحتكاك: تشكل مواد التشحيم طبقة واقية على السطح، مما يقلل من كسر السلسلة (التلف) الناجم عن قوى القص عندما يتصل الغزل بأجزاء معدنية مثل الأدلة واللفائف، ويمنع التدهور المفرط وتوليد 'الزغب' أو المسحوق (أوليجومرات، زيت، ألياف متآكلة).
② تعديل حالة السطح: يمكن أن يؤدي ترطيب وامتزاز مواد التشحيم على سطح الألياف إلى تغيير طفيف في ترتيب أو حالة استرخاء السلاسل السطحية، ولكنه لا يؤثر على البنية السائبة الداخلية.

IV、 الملخص: تنعكس المظاهر العيانية للتغيرات الجزيئية خلال عملية التركيب من POY إلى DTY بشكل أساسي على المستوى الجزيئي في:

1. التوجه: من غير موحد إلى أكثر انتظامًا وزيادة واستقرارًا.

1. التبلور: من منخفض جدًا وغير مضطرب إلى متوسط ​​وموحد وأكثر كمالا (متزايد بشكل عام، على الرغم من أن المعالجة المفرطة أو بعض المواد يمكن أن تسبب انخفاضًا بسبب التلف).

2. التشابك والإجهاد الداخلي: من التشابك الشديد والإجهاد الداخلي العالي إلى التشابك المتوسط ​​مع الضغوط المتحررة إلى حد كبير.

3. التشكل: من شكل مستقيم ومتوتر إلى شكل حلزوني/مجعد مستقر يتم قفله عن طريق التبلور.

في نهاية المطاف، تحدد هذه التغييرات على المستوى الجزيئي الخصائص العيانية لـ DTY: تزداد قوة الشد بشكل عام (بسبب الاتجاه الأعلى/البلورة)؛ يتم تقليل الاستطالة عند الكسر بشكل كبير (الاتجاه/البلورة)؛ يقل انكماش الماء المغلي بشكل كبير (بسبب قفل التثبيت والتبلور)؛ وتم تحسين الاسترداد المرن بشكل ملحوظ (بسبب هيكل التجعيد المستقر).

من المهم أن نلاحظ أن عدم التجانس الجزيئي الأولي في POY (في الاتجاه والبلورة) يمكن تضخيمه أثناء التركيب، ليصبح السبب الجذري للصباغة غير المتكافئة والتباين في الخواص الفيزيائية لـ DTY. لذلك، يعد توفير POY عالي الجودة ببنية جزيئية موحدة شرطًا أساسيًا لتحقيق معالجة DTY عالية الجودة.