یک قرقره از فیلامنت نایلون 6 که از بسته بندی خلاء به یک انبار رطوبت نسبی 60 درصد کشیده می شود، برای مدت طولانی خشک نمی ماند. در عرض 2 ساعت می تواند 0.5-1٪ رطوبت به دست آورد. پس از 24 ساعت در دمای 23 درجه سانتیگراد و 50٪ RH، یک رشته معمولی PA6 تقریباً 2.5-3٪ آب را نگه می دارد. آب جذب شده نحوه ذوب، رنگ و پیری پلیمر را تغییر می دهد.
سوال "چرا رشته نایلونی اینقدر سریع رطوبت را جذب می کند" یک سوال شیمی پلیمری است، نه فقط یک سوال ذخیره سازی. پاسخ از سطح مولکولی شروع می‌شود و با پروتکل‌های خشک کردن، استانداردهای بسته‌بندی، و انتخاب‌های درجه‌بندی که تولید صاف را از قراضه گران قیمت جدا می‌کند، خاتمه می‌یابد.
چرا رشته نایلون رطوبت را جذب می کند: گروه های آمید و پیوندهای هیدروژنی
نایلون به سرعت آب را جذب می کند زیرا هر واحد تکرار شونده در زنجیره پلیمری حاوی یک گروه آمید است و گروه های آمید تقریباً به همان راحتی که با زنجیره های مجاور پیوند می یابند با مولکول های آب پیوند هیدروژنی ایجاد می کنند.
در نایلون 6، زنجیره از واحدهای NH-(CH2)5-CO- ساخته شده است. اکسیژن کربونیل حامل بار منفی جزئی است. هیدروژن N-H دارای بار مثبت جزئی است. آب کوچک و قطبی است، بنابراین بین این دو محل قرار می گیرد و در عرض چند ثانیه پیوند هیدروژنی تشکیل می دهد. پس از پیوند، مولکول های آب به مناطق آمورف فیبر مهاجرت می کنند، جایی که زنجیره های پلیمری به طور شل بسته می شوند.
بازیابی رطوبت، تعریف شده است بازیابی رطوبت وزن آب جذب شده توسط فیبر یا رشته است که به صورت درصدی از وزن خشک آن در دما و رطوبت نسبی مشخص بیان می شود. نایلون 6 در 65 درصد RH و 20 درجه سانتیگراد یک بازیابی استاندارد حدود 4.5٪ را نشان می دهد.
آنچه جذب را محدود می کند، کریستالی بودن است. در نواحی کریستالی، زنجیرها محکم بسته می شوند و از آب خارج می شوند. بخش آمورف به عنوان مخزن آب عمل می کند: در 50٪ RH، می تواند تقریباً 3٪ وزن خشک رشته را نگه دارد، صدها برابر بیشتر از جذب پلی استر در شرایط یکسان.
از آنجایی که گروه آمید در هر واحد تکراری وجود دارد، جذب فقط سطحی نیست. آب در سطح مقطع کامل یک تک رشته یا یک نخ ظریف نفوذ می کند.
رشته نایلونی چقدر سریع به اشباع می رسد: ساعت ها، نه روزها
در شرایط معمولی اتاق، رشته نایلون 6 به بیش از نیمی از رطوبت تعادلی خود در عرض 12 ساعت و تقریباً به تعادل کامل در عرض 48 ساعت می رسد.
در یک قرار گرفتن در معرض کنترل شده در دمای 23 درجه سانتیگراد و 50٪ RH، PA6 تازه خشک شده حدود 0.9٪ رطوبت در 2 ساعت، 1.5٪ در 4 ساعت و 2.9٪ پس از 24 ساعت به دست می آورد. PA66 منحنی مشابهی را در سطح کمی پایین تر دنبال می کند زیرا زنجیره های منظم تر آن بیشتر متبلور می شوند. پلی استر به سختی حرکت می کند و زیر 0.2٪ باقی می ماند.
آستانه فرآیند بسیار کمتر از حد اشباع است. رطوبت فقط 0.5 درصد وزنی باعث ایجاد حفره های بخار در نایلون اکسترود شده، جذب ناهموار رنگ در نخ نساجی و لایه برداری لایه در قطعات پرینت سه بعدی می شود. در RH 60٪، قرقره PA6 خشک شده می تواند در حدود یک ساعت از این آستانه عبور کند.
کدام نوع نایلون سریع‌ترین جذب را دارد: PA6، PA66، PA11، PA12
نرخ جذب و سطح رطوبت نهایی به تعداد گروه های آمیدی بستگی دارد که طول مشخصی از زنجیره پلیمری را اشغال می کنند.
PA6 و PA66 دارای بالاترین چگالی آمید هستند، بنابراین بیشترین جذب آب را دارند. PA66 کمی کمتر از PA6 جذب می کند زیرا زنجیره متقارن آن در ساختار کریستالی تری قرار می گیرد. PA11 و PA12 قطعات هیدروکربنی طولانی را بین گروه‌های آمیدی حمل می‌کنند. به دست آوردن مجدد آنها به حدود 1.0-1.2٪ کاهش می یابد.
| درجه نایلون | تراکم آمید | در 50% RH به دست آورید | سرعت جذب |
|---|---|---|---|
| PA6 | بالا | 3.0-3.5٪ | خیلی سریع |
| PA66 | بالا | 2.5-3.0٪ | سریع |
| PA11 | متوسط | 1.0-1.2٪ | متوسط |
| PA12 | متوسط | 0.8-1.0٪ | متوسط |
انتخاب درجه بیشتر از قیمت خام اهمیت دارد. فیلامنت نایلون 66 به ازای هر کیلوگرم هزینه بیشتری دارد، اما جذب کمتر زمان خشک شدن را کوتاه می کند و ثبات ابعادی را در آب و هوای مرطوب بهبود می بخشد. مبادله بین نایلون 6 و نایلون 66 قبل از تصمیم گیری در مورد منبع باید بررسی شود.
نکته خریدار اگر رطوبت انبار شما در بیشتر ایام سال بالای 60 درصد باقی می ماند، درجه ای را انتخاب کنید که بازیابی تعادل کمتری داشته باشد یا بسته بندی مهر و موم شده با ماده خشک کن را جزو الزامات قرارداد غیرقابل مذاکره قرار دهید.
رطوبت جذب شده با رشته نایلونی در پردازش چه می کند
پس از جذب، آب به صورت غیرفعال در رشته قرار نمی گیرد. گسترش می یابد و واکنش نشان می دهد.
هنگامی که نایلون مرطوب از نقطه ذوب خود عبور می کند، آب تبدیل به بخار می شود. حباب‌ها در داخل مذاب شکل می‌گیرند و در سطح می‌ترکند و حفره‌ها، ترک‌ها و رابط‌های ضعیفی را بر جای می‌گذارند. همین شرایط باعث هیدرولیز می شود: آب زنجیره های پلیمری را می شکند و وزن مولکولی و استحکام کششی را کاهش می دهد. یک رشته مرطوب PA6 که در نازل بیرون می زند در حال بریدگی زنجیره ای دائمی است.
- اکستروژن و چاپ سه بعدی: حفره های بخار، زبری سطح، لایه برداری لایه ها، و افت شدید چسبندگی بین لایه ها
- ریسندگی و کشیدن نساجی: شکستن رشته، کشش ناهموار و استحکام کمتر در نخ کشیده شده
- رنگرزی و تکمیل: رگه ها و نوارها، تنوع سایه بین لات ها و کنترل ابعاد ضعیف
در یک کارخانه بافندگی، نخ نایلون 6 FDY که قبل از رنگرزی رطوبت را جذب می کند، رگه های قابل مشاهده ای در جوراب ایجاد می کند. به همین دلیل است که تامین کنندگان نخ را آماده می کنند و هر محموله را قبل از ارسال با ماده خشک کن مهر و موم می کنند.
اثرات در محصول نهایی باقی می ماند. آب نایلون را پلاستیک می کند: دمای انتقال شیشه ای PA6 تقریباً 20 تا 30 درجه سانتیگراد در رطوبت 3٪ کاهش می یابد. برای چرخ دنده ها، کمربندهای ایمنی و تسمه های بالابر، سفتی و مقاومت در برابر خزش با هر چرخه رطوبت تغییر می کند.
نحوه خشک نگه داشتن رشته نایلون: پروتکل های خشک کردن و ذخیره سازی
رطوبت به سرعت با یک خشک کن قیف رطوبت زدایی از بین می رود، مشروط بر اینکه هوا به نقطه شبنم 40- درجه سانتیگراد یا کمتر برسد.
- PA6 را در دمای 75-85 درجه سانتیگراد به مدت 4-6 ساعت خشک کنید. از دمای 80 تا 90 درجه سانتیگراد برای PA66 و گریدهای زنجیره بلندتر استفاده کنید.
- نقطه شبنم خشک کن را تأیید کنید: زیر 40- درجه سانتیگراد به این معنی است که هوا می تواند رطوبت را از پلیمر خارج کند.
- مواد خشک شده را ظرف 30 دقیقه پس از پایان چرخه خشک کردن به کیسه های مهر و موم شده یا ظروف خلاء منتقل کنید.
- قرقره ها را در یک کابینت خشک در دمای 20 تا 25 درجه سانتیگراد با ماده خشک کننده نگهداری کنید. رطوبت نسبی را زیر 20 درصد نگه دارید.
پس از خشک شدن، نایلون باید از جو محافظت شود. یک کابینت مهر و موم شده زیر 20% RH قرقره را برای هفته ها قابل استفاده نگه می دارد. همان قرقره ای که یک شبه باز بماند، مزیت کل چرخه خشک شدن را از دست می دهد.
کیس تک رشته ای خط ماهیگیری تک رشته ای نایلونی یک نمونه کاربردی از حساسیت به رطوبت است: خط خیس سریعتر غرق می شود، بیشتر کشیده می شود و زودتر ساییده می شود. مهر و موم کردن خط بین استفاده، عمر مفید آن را افزایش می دهد.
از تامین کننده رشته نایلون در مورد رطوبت چه بپرسیم؟
مدیریت رطوبت یک مسئولیت مشترک بین تامین کننده و خریدار است و بیشتر کارها قبل از رسیدن فیلامنت به خط شما انجام می شود.
سه سوال بپرسید: میزان رطوبت باقیمانده در هنگام ارسال چقدر است؟ بسته بندی محصول چگونه است - خلاء مهر و موم شده، نیتروژن فلاش شده، یا فقط بسته بندی شده است؟ تامین کننده چه شرایط خشک کردنی را توصیه می کند؟ یک پاسخ قابل اعتماد با اعداد بیان می شود، نه صفت.
از آنجایی که بازیابی رطوبت بر وزن تجاری تأثیر می گذارد، نخ نایلون بر اساس بازیابی استاندارد معامله می شود. اگر دو عرضه‌کننده از پایه‌های متفاوت استفاده کنند، تعداد نخ اسمی یکسان وزن‌های مختلف و رنگ‌های متفاوتی را تولید می‌کند. قبل از مقایسه قیمت واحد، مبنای بازیابی را در استعلام تأیید کنید و نمرات و مشخصات نایلون را بررسی کنید.
برای کاربردهای صنعتی، گریدهای تثبیت شده با حرارت یا ضد هیدرولیز را بررسی کنید. نخ نایلون 6 با استحکام بالا با بسته بندی وکیوم مناسب استحکام خود را از کارخانه تا ایستگاه بافندگی حفظ می کند، که بیشتر از انکار اسمی اهمیت دارد.
سوالات متداول در مورد رطوبت نایلون
چقدر طول می کشد تا فیلامنت نایلونی خیلی مرطوب شود تا بتوان از آن استفاده کرد؟
در رطوبت نسبی 50٪، یک رشته PA6 خشک شده می تواند در حدود 1-2 ساعت از آستانه نقص 0.5٪ عبور کند، و یک قرقره باز به طور موثر در عرض 24-48 ساعت اشباع می شود.
چرا نایلون 6 بیشتر از نایلون 66 آب جذب می کند؟
هر دو گرید دارای تراکم آمید مشابهی هستند، اما زنجیرهای نایلون 66 در ساختار کریستالی تری قرار می گیرند و حجم آمورف کمتری را به جا می گذارند که آب می تواند وارد شود.
دمای خشک کردن صحیح رشته نایلونی مرطوب چقدر است؟
از 75-85 درجه سانتیگراد برای نایلون 6 و 80-90 درجه سانتیگراد برای نایلون 66 به مدت 4-6 ساعت در خشک کن رطوبت گیر با نقطه شبنم زیر 40- درجه سانتیگراد استفاده کنید. دماهای بالاتر می تواند باعث تخریب حرارتی و زرد شدن شود.
آیا رطوبت دوباره باعث تغییر قیمت نخ نایلون می شود؟
بله. وزن نخ های تجاری بر اساس استاندارد بازیابی تنظیم می شود، بنابراین دو تامین کننده که از پایه های مختلف استفاده می کنند، وزن های متفاوتی را برای نخ های فیزیکی یکسان ارائه می دهند. قبل از مقایسه قیمت ها، مبنای بازیابی را تأیید کنید.
