Hvordan nylonfiber fremstilles: applikationer, udvælgelseskriterier og praktisk vejledning

En spindedyseplade til tekstilnylon kan rumme mere end 300 huller i en skive med en diameter på ca. 60 mm. Hvert hul skal skubbe smeltet polyamid ud med samme hastighed og samme temperatur i timer ad gangen. Et hul, der løber lidt varmt eller lidt blokeret, viser sig senere som en farvestribe, en knækket ende eller en denier, der ligger uden for tolerancen i en færdig stofspecifikation.

Det korte svar på, hvordan nylonfiber er lavet, er dette: Små molekyler omsættes til et langkædet polyamid, polymeren smeltes og presses gennem fine huller, filamenterne afkøles, og derefter strækkes de, indtil deres molekylære kæder flugter. Fire trin udfører arbejdet - monomerforberedelse, polymerisering, smeltespinding og tegning med efterbehandling - og hver enkelt efterlader et målbart fingeraftryk på fiberen: denier, filamentantal, sejhed, forlængelse, krympning, krympning og farveoptagelse.

Alt nedstrøms, fra teksturering til vævning, strikning og farvning, kan kun fungere med det, som spindelinjen producerede. Derfor er de nyttige spørgsmål for en køber sjældent "hvad er nylon", men "hvilken rute, hvilke tegningsforhold og hvilke tolerancer".

Kemien: To monomerer og et vandmolekyle

Nylon er en polyamid. Dens rygrad gentager en amidbinding, og de frie amingrupper, der er tilbage ved kædeenderne, er de farvestofsteder, som sure farvestoffer binder til. Derfor farver nylon let i et konventionelt farvebad, mens polyester har brug for 130 °C og spreder farvestoffer.

Nylon 6,6 er bygget af adipinsyre og hexamethylendiamin. De to kombineres til et salt og opvarmes derefter til ca. 270-290 °C under nitrogen. Dette er en kondensationspolymerisation, og vand er biproduktet, der skal drives væk for at øge molekylvægten; begge monomerer bærer seks carbonatomer, hvilket er hvor navnet kommer fra.

Nylon 6 starter fra caprolactam, en ring med seks kulstof, der åbnes og polymeriseres ved omkring 240-270 °C med en lille mængde vand, der fungerer som initiator. Der er ingen vandbiprodukt at fjerne. Den første kommercielle nylonfiber fra disse ruter nåede markedet i slutningen af ​​1930'erne.

Molekylvægt styrer alt, hvad der sker efter reaktoren, og fiber-grade chips styres normalt af relativ viskositet i myresyre. For lavt, og spindende pauser stiger, mens vedholdenheden falder. For høj, og smelteviskositeten stiger, indtil pakningstrykket bliver ustabilt, og filamentens ensartethed lider.

Smeltespinding: Fra Chip til Filament

Begge polyamider smeltespindes, hvilket betyder, at polymeren opvarmes, indtil den flyder, så der kræves ingen genvinding af opløsningsmidler, og processen er billigere end opløsningsspindingen, der bruges til nogle andre fibre. Sekvensen på en moderne linje kører sådan her.

1. Tørring. Nylon er hygroskopisk, så spåner tørres, indtil fugten falder til under ca. 0,03-0,05 procent. Resterende vand hydrolyserer smelten og forårsager bobler og glødetrådsbrud.
2. Smeltning og måling. En skrueekstruder smelter spånerne ved 250-290 °C, og en tandhjulspumpe leverer et fast volumen pr. omdrejning. Overophedning nedbryder polyamid hurtigt.
3. Filtrering. En sand- eller metalfiberpakke fanger geler, agglomerater og snavs. Pakningstryk, ofte mellem 10 og 20 MPa, er en af ​​de klareste indikatorer for smeltekvalitet.
4. Ekstrudering. Spindedysen former filamentet. Huldiametre løber normalt fra 0,15 til 0,5 mm, og antallet af huller sæt filament tæller - 36 filamenter for et 70 denier garn, for eksempel.
5. Slukning. Krydsstrømning eller radial luft ved 15-25 °C størkner filamenterne. Ujævn afkøling giver uregelmæssige tværsnit, og uregelmæssige tværsnit farver ujævnt.
6. Spin finish. En vandbaseret emulsion påføres, så filamenterne har den friktion og antistatiske adfærd, som tegning, teksturering og strikning kræver. Olieopsamlingen ligger typisk mellem 0,4 og 0,8 procent.
7. Optagelse. Konventionelle linjer vinder med 1.000-1.500 m/min og trækker i et andet trin. Højhastighedslinjer kører med 4.000-6.000 m/min og producerer delvist orienteret garn, eller POY, til senere teksturering.

Tegning gør fiberen stærk, varmeindstilling gør den stabil

Lige fra spindedysen er nylon svag. De lange kæder sidder sammenfiltrede og tilfældigt orienterede, så de glider forbi hinanden under belastning. Tegning trækker filamentet til tre, fire eller fem gange dens oprindelige længde, hvilket tvinger kæderne til at justere og øger krystalliniteten. Vedholdenhed stiger til 4,5-7,5 g/denier for tekstilkvaliteter, med brudforlængelse kontrolleret mellem omkring 20 og 45 procent.

Varmeindstilling afslapper derefter intern stress og fikserer krympning, som bestemmer, hvor meget garnet vil krympe, når en mølle opvarmer stoffet senere. Et garn, der krymper tre procent mere end det forrige parti, kan koste en mølle to eller tre procent af brugbar stofbredde, og på en lang produktionsserie er det rigtige penge.

Nylon 6 og Nylon 6,6: Lignende, ikke udskiftelige

Begge er polyamider, begge er smeltespundne, og begge farver med sure farvestoffer. Forskellene vises i behandlingsvinduer og i hånden på det færdige klæde.

Vælg nylon 6, når blødhed og farvedybde betyder noget; vælg nylon 6,6, hvor varmebestandighed betyder noget. At bytte den ene med den anden uden at kontrollere varmeindstillingen og farvningstemperaturerne igen er en almindelig og dyr fejl.

Fra filament til stof: Hvor fiberen ender

Nylon forlader spindelinjen i tre brede former. Fladt kontinuerligt filamentgarn går ind i letvægtsvævede skaller og foringer. Tekstureret garn med sin bulk og stretch går ind i badetøj, aktivt beklædning og strømpebukser. Garn med høj styrke ved 840-1.680 denier går ind i tæpper, reb og industribånd.

Strikket nylonnet viser, hvordan fiberegenskaber omsættes til et færdigt produkt. Tricot mesh læner sig op af fibrenes slidstyrke og dens evne til at blive varmebehandlet til en stabil åben struktur, der stadig genvinder sin form, hvorfor den dukker op i forer, sports-bh'er og teknisk beklædning.

Åndbart letvægts Tricot Mesh stof SUZHOU JUNHUI TEXTILE CO., LTD Se produkt →

Genbrugsnylon: Den samme polymer fra et andet råmateriale

Genanvendt nylon betyder noget, fordi råvaren er fossilbaseret, og fibrene ikke nedbrydes biologisk. Der er to ruter tilbage til den roterende linje, og de er ikke ens i outputkvalitet.

Mekanisk genbrug sliber stofaffald, fiskenet eller tæpper til flager, smelter derefter igen og spinder dem igen. Det sparer energi og holder materiale ude af losseplads, men gentagen varmehistorie sænker molekylvægten og øger forurening, så outputtet blandes normalt med virgin polymer.

Kemisk genanvendelse depolymeriserer affaldet tilbage til caprolactam, som derefter repolymeriseres. For nylon 6 er denne rute veletableret, og polymeren opfører sig som nyt materiale ved spinding, så kemisk genbrugsgarn kan opfylde de samme specifikationer. For nylon 6,6 er kemien hårdere, og færre planter driver det kommercielt.

Certificering er, hvor købere får deres sikkerhed, og standarder som GRS er afhængige af chain-of-custody-dokumenter i stedet for et enkelt testresultat. Denne gennemgang af forvandler nylonaffald til miljøvenlige fibre følger trinene i detaljer.

SD DTY (D/F) højstyrke genbrugspolyestergarn SUZHOU JUNHUI TEXTILE CO., LTD Se produkt →

Hvad skal du kontrollere, før du køber

Fiberspecifikationer er kun nyttige, hvis de kommer med tal, du kan afvise meget imod. Bed om følgende på hvert analysecertifikat, og gem retentionsprøver fra hver forsendelse.

• Denier og filamentantal, med angivet tolerance; plus eller minus to til tre procent er almindeligt, og en konsekvent mangel ændrer stille og roligt stofvægt og pris.
• Slidstyrke og brudforlængelse, med testmetoden navngivet, for eksempel ASTM D2256 eller ISO 2062.
• Varmluftsvind ved en defineret temperatur, da krympning over forventning forårsager breddetab efter varmehærdning.
• Olieopsamling, fordi for meget eller for lidt finish ændrer, hvordan garnet løber på strikke- og tekstureringsmaskiner.
• Delustrant niveau - lyst, semi-kedeligt eller mat - fordi indholdet af titaniumdioxid skifter både glans og farvenuance.
• Fugtindhold og emballage, fordi nylon absorberer vand i fugtig transport og kan ankomme tungere og mere klæbrig, end det efterlod.
• Lot-to-lot skyggekonsistens, især til farvede eller opløsningsfarvede programmer.

De fleste påstande mislykkes på små tal snarere end dramatiske: en denier, der kører et par procent lys, krymper over forventning, der æder stofbredden, eller fugt opsamlet under forsendelse. At skifte mellem leverandører uden at sammenligne disse tal på papir er, hvordan disse omkostninger ankommer uanmeldt.

Letvægts vandtæt nylonstof til udendørs gearfremstilling SUZHOU JUNHUI TEXTILE CO., LTD Se produkt →

Intet af dette er eksotisk kemi. Nylonfiber fremstilles ved at holde en kæde af almindelige industrielle trin meget stramt: tør chipsene, smelt dem, filtrer dem, skub dem gennem huller, afkøl dem jævnt, stræk dem og sæt dem.

Hvis du vejer et nylonprogram mod polyester, eller sammenligner jomfruelige og genbrugsruter, er vores team på Suzhou Junhui tekstil kan matche specifikationen til slutbrugen, fra chips og POY-, FDY- og DTY-garn til strikkede og vævede stoffer.