В результате активных исследований, проводимых в США и Великобритании в течение 1930-х годов, направленных на изучение процессе получения полимеров из нефтепродуктов, в 1941 двое ученых Winfield и Dickson недалеко от города Манчестер (Великобритания) получили и запатентовали полиэстер (ПЭФ).

Секретные работы по разработке этого продукта продолжались в течение Второй Мировой Войны и в 1946 права на производства данного продукта были переданы компаниям «DuPont» (для США) и ICI (для всего мира, за исключением США). Изначально полиэстер использовался для производства волокон. Полиэстер под маркой Dacron®, появившийся в начале 1950-х годов стал первой в мире синтетической тканью, не требующей глаженья после стирки.

Технические характеристики и характерные особенности высокомодульных (НМ) ПЭФ нитей

Сам по себе полиэстер как материал имеет достаточно низкие показатели ползучести, то есть небольшое непрерывное пластическое деформирование материала под воздействием постоянной нагрузке. Уровень ползучести полиэстера составляет 3-5%.

В зависимости от скорости формирования получают технические нити из полиэстера с требуемыми свойствами: с высоким модулем растяжения (высокопрочная) (НМ) или низкой усадкой (LS), или сочетанием того и другого показателя (HMLS), пригодной для изготовления широкого ассортимента технических нитей и шинного корда.

Физико-механические характеристики НМ и HMLS ПЭФ нитей

Сами по себе высокомодульные нити обладают достаточно хорошими характеристиками для применения в геосетках для армирования грунта. Особо выделяется повышенная прочность этих нитей. Вместе с тем нити подвержены усадке при воздействии высоких температур. С подобными температурами геосетка сталкивается при строительстве дорожного полотна в части укладки асфальтового покрытия.

В свою очередь, основным минусом малоусадочных нитей является значительное удлинение при разрыве, которое не допустимо для применения в армирующих материалах. При этом нить имеет небольшой уровень усадки. Сочетание лучших свойств обоих видов нитей дает HMLS ПЭФ нить, которая обладает меньшим удлинением на разрыв и меньшим уровнем усадки по сравнению с НМ нитью. Вместе с тем на 10-12% снижаются ее прочностные характеристики. В результате, при выборе сырья для геосетки между НМ и HMLS ПЭФ нитью необходимо четко представлять себе в каких областях применения будет использоваться материал.

Технические характеристики НМ и HMLS ПЭФ нитей

Чаще всего силовые характеристики нити указанного типа зависят от номинальной плотности нити (dtex), которая, в свою очередь, во многом определяется количеством филаментов (элементарных нитей) в многофиламентной нити. Как правило, чем больше филаментов в нити, тем больше ее плотность, тем больше будет вес конечного материала.

Приведенные ниже виды полиэфирных нитей широко распространены для использования в производстве технических материалов.

Стандартная спецификация полиэфирной технической нити HMLS-FDY (полностью вытянутая)

Для производства НМ и НМLS нитей используется волоконный аморфный ПЭТФ (гранулированный)  с удельной вязкостью 0.62-0.65. При производстве подобного типа нитей ПЭТФ подаётся в загрузочный бункер установки кристаллизации и твердофазной поликонденсации SSP. Из него гранулят дозируется на установку SSP, в которой происходит несколько стадий процесса: предкристаллизация, окончательная кристаллизация в пульсирующем  слое и твердофазная поликонденсация. При этом происходит дополнительная кристаллизация полимера и дальнейшая поликонденсация с увеличением вязкости полимера и удалением пылевых частиц и органических продуктов реакции. В контурах аппаратов циркулирует азот для предотвращения окисления полимера и создания условий «кипящего слоя».  После завершения твердофазной поликонденсации   гранулят поступает на охлаждение, что обеспечивает завершение реакции, и обеспыливание. Установкой транспортировки гранулят пневмотранспортом в токе азота подаётся в расходные ёмкости перед экструдером на формование. 

Получение полиэфирной нити из расплава полимера  производится на установке совмещённого формования, вытягивания и намотки нити. Гранулят подаётся в экструдер установки для расплавления, гомогенизации и создания нужного давления расплава. Расплав полимера через прядильную балку и обогреваемые расплавопроводы направляется на дозирующие прядильные насосы и далее после фильтрации продавливается через фильеры. Полученный пучок элементарных волокон проходит через обдувочную шахту, где охлаждается равномерным потоком кондиционированного воздуха и затвердевает. Через прядильную шахту, которая изолирует нить от негативного влияния параметров помещения намоточной части и гарантирует константное натяжение нитей перед намоткой, нить поступает на намоточно-вытяжную машину.

Вытяжка, фиксирование, пневмосоединение и намотка полностью вытянутых полиэфирных нитей осуществляется в непрерывном процессе в намоточной части установки. Смена шпуль производится автоматически.

Маловесные шпули с установки формования перерабатываются на перемоточной машине до получения полновесной шпули, пригодной к дальнейшему использованию на крутильных машинах или к реализации. Соединение концов нитей производится с помощью сплайсеров.

Крупнейшими мировыми производителями установок для изготовления НМ и НМLS ПЭФ нитей являются компании:

• «EPC Anlagenbau Rudisleben GmbH» (Германия);
• «Zimmer & Barmag» (Германия);
• «Марубени Корпорейшн» (Япония);
• «Toyobo & Teijin Seiki» (Япония);
• «Sinco» (Италия).

С анализом российского рынка геосинтетических материалов Вы можете познакомиться в отчетах Академии Конъюнктуры Промышленных Рынков:

Об авторе:

Академия Конъюнктуры Промышленных Рынков оказывает три вида услуг, связанных с анализом рынков, технологий и проектов в промышленных отраслях - проведение маркетинговых исследований, разработка ТЭО и бизнес-планов инвестиционных проектов.

• Маркетинговые исследования
• Технико-экономическое обоснование
• Бизнес-планирование

Академия Конъюнктуры Промышленных Рынков
Тел.: (495) 672-70-46
E-mail: mail@akpr.ru
WWW: www.akpr.ru