أخبار
بيت / أخبار / أخبار الصناعة / كيفية صنع ألياف البوليستر: التطبيقات ومعايير الاختيار والإرشادات العملية
أرسل إلينا أحد مديري المصادر في دكا عدد خيوط لم يتمكن من ذكره: خيوط بوليستر 75D/36F ذات صلابة معلنة تبلغ 4.8 جرام لكل دنير. ولم تكن المناقشة التي تلت ذلك تتعلق بجداول الأسعار. كان على وشك كيفية صناعة ألياف البوليستر بشكل صحيح في المقام الأول. كل مواصفات الوزن والتمدد والانكماش بهذا الترتيب تعود إلى نقطة معينة على خط الإنتاج، بدءًا من ذوبان البوليمر وحتى ماكينة لف اللف. إن معرفة هذه الخطوات هو ما يفصل بين المواصفات العملية والتجربة المكلفة.
ما هي المواد الخام التي تدخل فعليًا في ألياف البوليستر؟
ألياف البوليستر عبارة عن بولي إيثيلين تيريفثاليت (PET)، وهو بوليمر تكثيف مصنوع من اثنين من المونومرات البتروكيميائية: حمض تيريفثاليك المنقى (PTA) ومونو إيثيلين جلايكول (MEG).
لا تزال بعض الخطوط القديمة تستخدم ثنائي ميثيل تيريفثاليت (DMT) بدلاً من PTA. البوليمر الناتج متطابق، لكن مسار DMT يعطي الميثانول كمنتج ثانوي، لذلك تفضل مصانع الألياف الحديثة حمض PTA، الذي ينتج الماء فقط أثناء خطوة الأسترة.
يتم تعريف PET من فئة الألياف باللزوجة الجوهرية (IV)، والتي تتراوح عادة من 0.60 إلى 0.70 ديسيلتر/جرام. يكون الراتينج الذي يزيد عن 0.72 ديسيلتر/جم أكثر صلابة وأكثر ملاءمة لدرجة الزجاجة، بينما أقل من 0.55 ديسيلتر/جم يدور المنصهر في خيوط ضعيفة جدًا بحيث لا يمكن سحبها بشكل موثوق.
يحمل البوليستر أكثر من نصف إنتاج الألياف العالمي
حصة إنتاج الألياف العالمية حسب نوع الألياف، بيانات 2023 لكل بورصة للمنسوجات.
تدخل الإضافات قبل الغزل: ثاني أكسيد التيتانيوم يخلق بريقًا شبه باهت أو باهت بالكامل، والأصبغة تعطي لونًا مصبوغًا، ومثبتات الحرارة تحمي البوليمر أثناء السحب بدرجة حرارة عالية.
هناك نوع أقل شيوعًا، وهو بوليسيكلوهكسيلين ثنائي ميثيلين تيريفثالات (PCDT)، يستخدم جليكول مختلفًا ويوفر مرونة أفضل لخيوط التنجيد. أكثر من 95% من ألياف البوليستر المنتجة في جميع أنحاء العالم عبارة عن مادة PET، لذا فإن العملية الموضحة هنا تبدأ وتنتهي بهذا البوليمر.
البلمرة: حيث يتم ضبط جودة ألياف البوليستر
تحدث البلمرة قبل الغزل، ويحدد اتساق هذه المرحلة كل ما يليها.
يتفاعل MEG وPTA أولاً عند درجة حرارة 190 إلى 230 درجة مئوية تحت ضغط لتكوين ثنائي (2-هيدروكسي إيثيل) تيريفثاليت، وهو وسيط منخفض الوزن الجزيئي. تجري المرحلة الثانية عند درجة حرارة 260 إلى 280 درجة مئوية تحت فراغ قريب حيث يتم تقطير الـ MEG الزائد وتنمو سلاسل البوليمر. تعمل مركبات الأنتيمون أو التيتانيوم أو الجرمانيوم على تحفيز التفاعل، وتتوقف العملية عندما يصل الصهر إلى الهدف IV.
يتم بعد ذلك بثق مادة البولي إيثيلين تيرفثالات المنصهرة إلى خيوط، ثم تبريدها في الماء البارد وتقطيعها إلى شرائح يبلغ حجمها حوالي 3 إلى 4 ملم. تتم بلورة الرقائق وتجفيفها إلى أقل من 30 جزء في المليون من الرطوبة قبل أن يتم صهرها مرة أخرى. يهاجم الماء مادة PET عند درجة حرارة الدوران ويقسم السلسلة الجزيئية، وبالتالي فإن الرقاقة المبللة تعني خيطًا ضعيفًا.
الغزل الذائب: كيف يتحول البولي إيثيلين تيرفثالات المنصهر إلى ألياف البوليستر
يعمل الغزل الذائب على تحويل رقائق PET المجففة إلى خيوط مستمرة في عملية واحدة متواصلة، وهي أسرع خطوة في السلسلة بأكملها.
- يتم تغذية الرقائق المجففة في جهاز بثق وصهرها عند درجة حرارة 265 إلى 290 درجة مئوية.
- يمر الذوبان عبر حزمة مرشح لإزالة المواد الهلامية والجزيئات الغريبة.
- تقوم مضخة القياس بدفع المادة المصهورة بحجم ثابت من خلال مغزال، وهو قرص معدني يحتوي على 10 إلى أكثر من 100 فتحة محفورة بدقة.
- يتم تبريد الخيوط الناشئة عن طريق تبريد الهواء المتقاطع وتتصلب في غضون بضعة أمتار.
- يتم تطبيق تشطيب الدوران، ويتم لف الخيوط على العبوات بسرعة 3000 إلى 6000 م/دقيقة.
سرعة الالتقاط هي الرافعة الرئيسية: السرعة الأعلى تطبع المزيد من التوجه الجزيئي في الفتيل، مما يقلل من نسبة السحب المطلوبة لاحقًا وينتج غزلًا بمظهر انكماش مختلف.
لا يتعافى خط الغزل أبدًا من ذوبان سيئ. يتم تثبيت الجودة في المغزل، ولا يتم اكتشافها عن طريق الفحص.
خيوط الخياطة من البوليستر ذات استطالة منخفضة وملمس ناعم يوفر خيط الخياطة المصنوع من البوليستر استطالة منخفضة، وعدم وجود مرونة، وثبات جيد للألوان. إنه يناسب المناقشة حول الرسم لأن خواصه الميكانيكية تتشكل من خلال اتجاه الفتيل وسرعة التقاطه. عرض المنتج → الرسم والملمس: تحديد قوة ألياف البوليستر وملمسها
إن الخيوط المغزولة حديثًا ضعيفة جدًا وممتدة جدًا بحيث لا يمكن استخدامها مباشرة، والرسم هو الخطوة الميكانيكية التي تعمل على حل كلتا المشكلتين.
يتم تمديد الخيط من 3 إلى 5 أضعاف طوله الأصلي بين لفات جوديت الساخنة. تتجه سلاسل البوليمر على طول محور الألياف، وترتفع المتانة من حوالي 1.5 إلى 4.0-5.5 جم/يوم، وتنخفض الاستطالة عند الكسر من أكثر من 100% إلى 20-40%. رسم درجة الحرارة ونسبة السرعة ومنطقة الاسترخاء تحدد التوازن بين القوة والانكماش.
بالنسبة لخيوط 75D/36F، يبلغ قطر فتحة المغزل حوالي 0.2 مم ويتم ضبط نسبة السحب بحيث تظل الاستطالة النهائية حوالي 30%؛ قم بتغيير أي من المعلمتين وسيتغير ملمس القماش على الرغم من عدم تغير عدد الخيوط.
بالنسبة لخيوط الملابس، عادة ما تتبع مرحلة التركيب. تعمل التركيبة الملتوية الزائفة على تسخين الخيوط ولفها وفكها لتكوين تجعيد، بينما تقوم التركيبة الهوائية النفاثة بحلق الخيوط بالهواء المضغوط لإنشاء بنية أكثر ليونة وأكبر حجمًا.
التركيب هو الفرق بين الخيوط الصلبة والمسطحة والخيوط التي تتصرف مثل الألياف الطبيعية في الإنشاءات المحبوكة أو المنسوجة.
خيوط منسوجة بالهواء الملون للحياكة والمفروشات يحاكي الغزل ذو النسيج الهوائي الخيوط الأساسية ويمكنه محاكاة الصوف أو القطن أو الكتان. متوفر بأحجام منكرات مثل 160D إلى 1800D، وهو مفيد للسجاد والوسائد وأعشاش الحيوانات الأليفة، مما يجعله خيارًا مناسبًا بعد مراحل التركيب. عرض المنتج → الخيوط أو التيلة: شكلان من ألياف البوليستر من ذوبان واحد
يمكن أن يتحول ذوبان البوليستر نفسه إلى خيوط خيطية مستمرة أو ألياف أساسية مقطوعة بطول ثابت، ويغير الاختيار القماش بدلاً من الخيوط فقط.
خيوط الغزل
خيوط متواصلة ذات سطح أملس ومتساوي. ميل منخفض للوبر، وقوة عالية، وثنية واضحة تجعلها الخيار الافتراضي للملابس الرياضية، والبطانات، والستائر، وخيوط الخياطة.
الألياف الأساسية
قطع بأطوال تتراوح من 38 إلى 90 ملم، مجعدة ومغزولة على أنظمة القطن أو الصوف. فهو يوفر يدًا أكثر دفئًا ونعومة، ويمتزج بسهولة مع الألياف الطبيعية، ويهيمن على الصوف، والملابس المحبوكة، وملابس العمل.
يضيف إنتاج المواد الأساسية ثلاث خطوات بعد الرسم: العقص، وإعداد الحرارة على 120 إلى 180 درجة مئوية، والقطع. يمنح التجعيد حجمًا وتماسكًا، كما يعمل إعداد الحرارة على تثبيت التجعيد في مكانه، ويتوافق طول القطع مع نظام الغزل الذي سيعالج الألياف.
معلمات الجودة الأساسية عند مصدر ألياف البوليستر
يتم تحديد البوليستر بالأرقام بدلاً من الصفات، وتغطي خمسة معايير معظم مخاطر المصادر العملية.
| المعلمة | نطاق نموذجي | تأثير عملي |
| منكر لكل خيوط | 1.5 إلى 6.0 | ملمس اليد، غطاء القماش، توحيد الظل |
| المثابرة | 4.0 إلى 5.5 جم/يوم | قوة الخياطة، ومتانة الحبل والحزام |
| استطالة عند الاستراحة | 20 إلى 40% | تمتد والانتعاش في شكل قماش |
| انكماش الهواء الساخن | 3 إلى 7% | ثبات غسيل الملابس والكي |
| استعادة الرطوبة | 0.4% | سرعة التجفيف، ثابت، سلوك الصباغة الناقل |
تعتبر نسبة استعادة الرطوبة بنسبة 0.4٪ في البوليستر منخفضة بشكل غير عادي. يعد هذا أمرًا جيدًا للتجفيف السريع والاحتفاظ بالشكل، ولكنه يفرض أيضًا التحكم الثابت والصباغة المشتتة بدرجة حرارة عالية عند 130 درجة مئوية تحت الضغط.
نظرًا لأن الصباغة لا يمكن أن تتم عند الغليان، فإن زوايا القطع بجودة البوليمر تظهر كتباين في اللون قبل ظهورها على شكل كسر للخيط بوقت طويل. قم بإجراء تجربة صغيرة لاستيعاب الصبغة على أي قطعة جديدة قبل الالتزام بالإنتاج بالجملة.
يتم صبغ معظم البوليستر على شكل غزل أو قماش، ولكن يتم تلوين الألياف المصبوغة أثناء الغزل، مما يلغي حمام الصبغة تمامًا ويحسن ثبات اللون.
خيط تطريز بوليستر ذو قوة ومرونة عالية مصنوع من البوليستر FDY، خيط التطريز هذا قوي ومقاوم للبهتان ومرن ومقاوم للتجاعيد. إنه يكمل سياق الألياف المصبوغة من خلال تقديم خيار متين لتطبيقات التطريز. عرض المنتج → البوليستر المعاد تدويره: نفس الألياف من مادة خام مختلفة
يتبع البوليستر المعاد تدويره نفس المسار تقريبًا، ولا تتغير سوى نقطة البداية.
يتم غسل زجاجات PET بعد الاستهلاك، وتقطيعها، وتجفيفها، وصهرها، ثم إعادة بلمرتها أو تغذيتها مباشرة في خط الغزل. عادةً ما يدخل rPET المُعاد تدويره ميكانيكيًا بقطر وريدي أقل من الرقاقة الطازجة، لذلك يقوم المنتجون بمزجه مع البوليمر البكر أو تشغيل بلمرة الحالة الصلبة لإعادة بناء الوزن الجزيئي.
البوليستر المعاد تدويره ليس تخفيضًا في الكيمياء؛ إنه تغيير في نظام المواد الخام، ولا تزال خصائص الألياف تعتمد على نفس أدوات التحكم في السحب والغزل.
تتحقق شهادة GRS من مطالبة المحتوى المعاد تدويره، وهو أمر مهم عندما تقوم العلامة التجارية بالإبلاغ عن انبعاثات المنسوجات للنطاق 3 أو تتبع نسب المدخلات المعاد تدويرها. بالنسبة لجانب المواد الخام، انظر كيف يتم تصنيع الخيوط المعاد تدويرها وما هي المواد الخام المستخدمة .
تحديد البوليستر يبدأ بالاستخدام النهائي. إذا كان المنتج يحتاج إلى الحجم والنعومة، فحدد خيوطًا مزخرفة أو دبابيس مغزولة. إذا كانت تحتاج إلى قوة خياطة نظيفة، فاختر خيطًا ملتويًا عالي المتانة. في JinDun Textile Co., Ltd.، نقوم بمراجعة المواصفات وفقًا لخطوط الغزل والتركيب واللف الخاصة بنا قبل عرض الأسعار، ولهذا السبب نكتشف عدم التطابق قبل الإنتاج بدلاً من بعده.
الأسئلة المتداولة حول إنتاج ألياف البوليستر
النسخة القصيرة: ألياف البوليستر عبارة عن بلاستيك PET، يتم صهره وسحبه إلى خيوط موجهة، وتغير الدرجات المعاد تدويرها المواد الخام دون تغيير الكيمياء.
هل يمكن صناعة ألياف البوليستر بدون بترول؟
يتطلب البوليستر البكر MEG وPTA المشتق من النفط، لكن البوليستر المعاد تدويره يستبدل ما يصل إلى 100% من تلك المواد الأولية بزجاجات PET بعد الاستهلاك. ولا تزال الألياف الناتجة عبارة عن مادة PET بنفس الخصائص الكيميائية والميكانيكية.
لماذا يتم غزل الذوبان عند درجة حرارة 265 إلى 290 درجة مئوية بدلاً من درجة حرارة أعلى؟
يبدأ PET في التحلل بشكل ملحوظ فوق 300 درجة مئوية. ويتم الاحتفاظ بالغزل فوق نقطة الانصهار مباشرةً، عند أدنى درجة حرارة لا تزال توفر تدفقًا ثابتًا، وذلك لحماية الوزن الجزيئي وتجنب تكوين الهلام.
كم من الوقت تستغرق سلسلة الإنتاج الكاملة؟
ينتج خط الغزل بكرة ملفوفة في دقائق، ولكن السلسلة الكاملة من المونومر الخام إلى الخيوط الجاهزة للنسيج تستغرق عادة من يوم إلى يومين عندما يتم تضمين البلورة والتجفيف والرسم والإعداد.
هل البوليستر الأساسي أضعف من خيوط البوليستر؟
لا، فالألياف الأساسية المسحوبة لها نفس الصلابة التي تتمتع بها الخيوط المسحوبة من نفس الدنير، لأن كلاهما يمر بنفس خطوة التوجيه. الفرق هو اللمس وليس القوة الميكانيكية.
