Le filage des fibres de polyester est un processus de transformation physique complexe. Sous l'effet de la chaleur et de la force, le polymère subit des changements d'état : solide (granulés), liquide (fondu), puis solide (fibre). Ces changements influent fortement sur les propriétés des fibres.
1.Préparation de polymères fondus
Lors de l'utilisation d'une extrudeuse à vis, les copeaux chauffent progressivement et fondent partiellement dans la section d'entrée. Après avoir atteint l'étape de compression, la profondeur des rainures du filetage diminuant progressivement, le matériau est comprimé et entièrement fondu. Il est ensuite mesuré et homogénéisé dans la section de mesure. Enfin, les impuretés présentes dans le matériau fondu sont filtrées.Poudre métallique,Filtre à disque à feuilles,Filtre à bougie, Filtre Spin Packet autres produits de filtration.
2.Formation de polymère fluide fondu et solidification
Sous l'action combinée de la force d'enroulement et du flux d'air de refroidissement, le polymère fondu s'amincit et s'allonge, puis se solidifie pour former une fibre naissante. Lors de la formation de cette fibre, des gradients de viscosité, de vitesse, de contrainte et de température apparaissent : les champs de viscosité, de vitesse, de contrainte et de température. Les propriétés des fibres durcies sont étroitement liées à l'influence de ces champs.
a. Zone d'entrée: désigne la partie en forme de cloche de chaque orifice de filière par lequel passe le polymère fondu.
b. Zone d'écoulement du trou: désigne la zone où le polymère fondu s'écoule dans l'orifice capillaire de la filière.
c. Zone de soufflage: désigne la zone située après que le filet de fonte a quitté l'orifice de la filière.
d. Zone de déformationLa zone de déformation est également appelée zone de condensation ; c'est la zone la plus importante du processus de filage.
e. Zone de stabilisation: une fois que le liquide fondu s'est solidifié en fibre, le diamètre est stable et la vitesse ne change plus.
3.Formation d'huile, d'humidification et d'enroulement
La fibre filée étant relativement sèche, elle est sujette à l'électricité statique. De plus, la faible cohésion entre les monofilaments les rend lâches et le coefficient de frottement élevé, ce qui rend tout post-traitement impossible. L'huilage et l'humidification des filaments permettent d'éliminer l'électricité statique et de lubrifier la fibre, facilitant ainsi le bobinage, l'étirage et l'élimination des torsions parasites. L'enroulement est réalisé grâce à l'action conjointe des godets supérieur et inférieur, des godets transversaux et des rouleaux de friction. Les godets supérieur et inférieur permettent de modifier le sens du fil et d'ajuster la tension d'enroulement.
4.Structure du filament enroulé
Le processus d'allongement et de solidification du flux de polymère fondu correspond à la formation et au développement de la structure filamentaire enroulée. Il résulte de l'interaction entre les facteurs rhéologiques, le transfert de chaleur lors du filage et la cinétique de cristallisation des polymères. L'orientation et la cristallisation sont les principaux facteurs structuraux de la fibre et influencent fortement les traitements ultérieurs et la qualité du produit. L'orientation macromoléculaire est le phénomène par lequel les macromolécules ou segments des polymères s'alignent dans la direction de la force appliquée sous l'action d'une force extérieure. L'orientation correspond à l'agencement préférentiel des unités structurales le long de la direction de la force extérieure dans le champ de contraintes des macromolécules. Cet agencement représente la réponse des unités structurales macromoléculaires aux forces extérieures. Du fait de l'existence d'une autre orientation lors de l'étirage ultérieur, l'orientation initiale lors du filage est qualifiée de pré-orientation. On distingue deux orientations lors du filage : l'orientation d'écoulement à l'état fondu et l'orientation de déformation de la fibre après vulcanisation. La première est l'orientation principale. L'orientation de l'écoulement en traction du polymère fondu est principalement contrôlée par le gradient de vitesse axiale. Dans les conditions de filage conventionnel, le fil enroulé ne cristallise pratiquement pas. La faible orientation et l'absence de cristallisation sont les caractéristiques structurales du fil enroulé.
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Date de publication : 13 janvier 2025