毛細(xì)管流變儀在再生聚酯纖維生產(chǎn)上的作用

再生聚酯纖維是采用廢舊化學(xué)纖維、紡織品及其他廢棄材料，經(jīng)物理方法處理后熔融或溶解，或?qū)⒒厥盏母叻肿硬牧线M(jìn)一步裂解成小分子，重新聚合再紡絲制得的纖維。目前，廢舊紡織品的回收利用率日本為84%、歐盟為49%、美國(guó)為29%，而中國(guó)僅為10%。在政策和技術(shù)的雙重推動(dòng)下，聚酯再生將成為我國(guó)紡織業(yè)再生循環(huán)發(fā)展的關(guān)鍵。據(jù)有關(guān)部門測(cè)算，如果我國(guó)廢舊紡織品能全部實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用，相當(dāng)于每年可減少使用2400萬噸原油、節(jié)約近1/3的棉花種植面積、減少8000萬噸的二氧化碳排放。

將廢舊滌綸（即聚酯纖維）作為原料引進(jìn)生產(chǎn)前必須注意，其性能，包括降解流變行為、非牛頓指數(shù)、粘流活化能、結(jié)構(gòu)黏度指數(shù)等，與原生聚酯切片均有所不同。基于此，在生產(chǎn)前需要在試驗(yàn)室中，利用毛細(xì)管流變儀，充分研究作為原料的廢舊滌綸性能。在試驗(yàn)室數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上更新生產(chǎn)工藝參數(shù)，才能生產(chǎn)出更高質(zhì)量的聚酯纖維。

在試驗(yàn)中高特福毛細(xì)管流變儀，以原生聚酯切片和再生滌綸為試樣，毛細(xì)管長(zhǎng)徑比為16/1，毛細(xì)管直徑0.5mm，溫度設(shè)定為285℃、290℃、295℃和300℃。

再生聚酯在290℃以下時(shí)，隨降解時(shí)間增加，在相同溫度、相同剪切速率下表觀黏度呈現(xiàn)明顯下降趨勢(shì)。當(dāng)溫度升高到295℃時(shí)，停留時(shí)間10分鐘表觀粘度變化相較5分鐘更為明顯。

左：290℃下再生聚酯在不同降解時(shí)間的流變曲線   右：290℃下原生聚酯在不同降解時(shí)間的流變曲線

左：295℃下再生聚酯在不同降解時(shí)間的流變曲線  右：295℃下原生聚酯在不同降解時(shí)間的流變曲線

經(jīng)過在一定溫度的降解處理后，再生聚酯和原生聚酯表現(xiàn)出假塑性流動(dòng)行為。隨著剪切速率的提高或者停留時(shí)間的延長(zhǎng)，這兩種聚酯的粘流活化能均呈下降趨勢(shì)，再生聚酯比原生聚酯的粘流活化能和結(jié)構(gòu)粘度指數(shù)更大，對(duì)溫度更敏感，熔紡可紡性更差。

德國(guó)高特福（GOTTFERT）公司是世界上蕞早研究開發(fā)毛細(xì)管流變產(chǎn)品的廠家，旗下產(chǎn)品在功能、質(zhì)量、可靠性及份額等諸多方面領(lǐng)鮮。同時(shí)，高特福也是最早進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)的國(guó)際流變儀品牌，在石化企業(yè)、高校和研究院實(shí)驗(yàn)室占據(jù)一席之地。賓聯(lián)科技致力于服務(wù)跨國(guó)企業(yè)和崛起中的國(guó)內(nèi)企業(yè)的研發(fā)中心，包括化工、汽車、電子等行業(yè)。