HILATURA

La transformación de los homopolímeros o copolímeros del acrilonitrilo en fibras obliga a disolverlos y a extruir la disolución resultante en una atmósfera de aire o en un baño de coagulación. En cualquier caso es imprescindible recuperar el disolvente y reutilizarlo para que el proceso sea económicamente viable.

La dimetilformamida es el disolvente más utilizado en los procesos de hilatura de las fibras acrílicas. Otros disolventes orgánicos son la dimetilacetamida, el dimetilsulfóxido y el carbono de etileno. Entre las inorgánicas tenemos tiocianatos de sodio y calcio, cloruro de cinc y ácidos inorgánicos.

Para disolver el polímero en un disolvente orgánico se recomienda añadirlo en un estado finamente dividido al disolvente enfriado. A continuación, se somete la mezcla fría a una fuerte agitación para formar una suspensión uniforme, la cual se calienta después a 1500°C y se convierte en poco tiempo en una Solución incolora apta para la hilatura.

La disolución del polímero en un disolvente inorgánico se efectúa en dos etapas. En la primera se dispersa el pol­vo de polímero mojado, que contiene del orden del 30 % de a­gua, en una solución acuosa de la sal de concentración infe­rior a la necesaria para disolver el polímero (40 % a 250°C). Se añade a la disolución una cantidad adicio­nal de sal que eleve la concentración a niveles suficientes para disolver el polímero.

Después de preparada, la solución de hilatura pasa al filtro prensa y, tanto en la hilatura en seco como en la hilatura en húmedo, es bombeada con una presión de l0 - 12 bar a las cabezas de hilatura individuales, dosificada con presión a las bombas de hilatura, filtrada de nuevo y extruida a través de las hileras.

HILATURA EN SECO

En la hilatura en seco los bloques de hilatura con las correspondientes bombas medidoras, equipo de f filtración e hileras están situados en la cumbre o nivel superior de la cámara de hilatura. Inmediatamente debajo de cada hilera, una corriente de aire procedente de un jet circular incide sobre los filamentos en fase de formación. En el interior de los tubos o cámaras de hilatura, cuya longitud es unos 6 m, la mayor proporción de disolvente es evaporado y arrastrado por la corriente de aire caliente. En las proximidades de la base de la célula se recoge el aire saturado con vapor disolvente y se envía al equipo de condensación. El haz de filamentos es recogido en la base del tubo mediante una guía-hilos de cerámica.

Sobre este incide agua fría que al entrar en contacto con el cable de hilatura lo enfría y detiene la evaporación. Con este tratamiento acuoso se inicia también la eliminación del disolvente residual de los filamentos casi solidificados y las aguas de lavado se envían a la planta de recuperación del disolvente.

Después de abandonar la célula de hilatura se aplica un acabado a base de una emulsi6n de ensimaje antes de que el haz de filamentos sea recogido por guías conducidas y enviado a un bote alimentador.

A causa de las altas temperaturas necesarias (230-2600C); para la evaporación del disolvente y la formación del filamento, la hilatura en seco obliga a adoptar precauciones especiales contra la explosión y penetración de vapores tóxicos en las áreas de trabajo.

 

HILATURA EN HÚMEDO

 

Los equipos de hilatura tipo balsa o piscina son actualmente los casi exclusivamente utilizados en la hilatura en húmedo. La solución de hilatura procedente de las bombas de hilatura y filtros individuales es extruida a través de las hileras, las cuales están distribuidas y sumergidas en el baño de coagulación por debajo del nivel del líquido. La solución de hilatura contiene del 10 al 30 % de polímero y el baño de coagulación consiste en una disolución del di­solvente de hilatura y su temperatura depende de la naturaleza o tipo de disolvente y oscila entre -5 y 450C.

A la salida del baño, los cables pasan por una serie de guías comunes después de ser acompañados por los rodillos guía medio sumergidos.

Las variables más importantes de un proceso de hilatura en húmedo corresponden al disolvente y coagulante elegidos, y a las condiciones en que tiene lugar la coagulación. Para facilitar la recuperación del disolvente, el baño de coagulación suele consistir en una soluci6n acuosa del mismo disol­vente empleado para preparar él dope.

Entre los productos utilizados se pueden citar los siguientes: agua, alcoholes, solu­ciones acuosas salinas, kerosene, xilenos y qlico1es.

La temperatura del baño de coagulación influye mucho en la calidad del producto obtenido. A este respecto, se ha ob­servado que cuando la temperatura del baño se mantiene entre -15 y + 10 0C la extrusión del dope en una solución acuosa de tiocianato conduce a geles claros y tenaces, y que, des­pués de convertidos en filamento, pueden ser estirados para aumentar la resistencia a la tracción y el trabajo de rotura del filamento. Cuando la temperatura es superior a + 1O oC, los geles precipitados son opacos, poco tenaces y no se prestan a una posterior orientación.

Una alta densidad inicial de la fibra y una estructura interna más homogénea permiten:

• Obtener resistencias más altas con menores estirajes.
• Mayores alargamiento para un nivel de estiraje determinado.
• Valores más altos de la resistencia y del mó­dulo máximo para altas razones de estiraje.
• Mejora del comportamiento a la fatiga y a la abrasión.

El no cumplimiento de las condiciones óptimas de la coagulación puede ocasionar problemas y conducir a fibras con un aspecto áspero y poroso, a veces, de color blanco lechoso. El motivo puede ser una velocidad de coagulación demasiado alta o demasiado baja, ya que en ambos casos se dificulta la formación de una adecuada estructura de la fibra.

 

 

HILATURA EN SECO

 

 

 

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