过滤网时压力过高原因及为何要使用聚合法生产切.ppt

主題1.部份聚合過濾網時，壓力過高原因2.聚合度可能降低原因3.為何選擇Nylon6聚合的方式生產切片或母粒?4.使用噴霧乾燥法或聚合法生產之母粒或切片,其粉體顆粒之平均粒徑有何差異?(SEM觀察),報告人:戴子欽、王智永、詹朝發、葉騰元地點:華楙生化科技公司會議室時間:2008/12/09聯絡電話:0919-060-827():0933-663-028()E-mail:tcday1031.tw():.tw(),1,1.Nylon6為聚合長分子鏈，想像成是一條很長的繩子,所有繩子會互相糾結纏繞在一起,2,分子鏈間的纏繞,理論上，應該是隨著聚合時間增加，聚合度越大(分子鏈越長)，更加不容易通過小篩孔門，應該要通過較大的篩孔門時，比較容易些。,濾網篩孔洞,分子鏈間的纏繞,假設此團纏繞的分子長鏈經過不同過濾篩孔門時，分子鏈需互相滑動分開，才可能通過不同篩孔，所以必需克服分子鏈間的纏繞(糾纏)才可完成,分子鏈間(也可說分子鏈自己本身之間)的摩擦力大小就很重要。分子鏈間的摩擦力越大，互相牽制的作用越大，剪切黏度越大。,3,無機粉體顆粒,假設此團纏繞的分子長鏈經過不同過濾篩孔門時，分子鏈需互相滑動分開，才可能通過不同篩孔，所以必需克服分子鏈間的纏繞(糾纏)，以及分子鏈與粉體顆粒間的纏繞才可完成。,濾網篩孔洞,所以分子鏈間的滑動，需視分子鏈間的摩擦力，以及分子鏈與粉體顆粒間的摩擦力大小而定。而分子鏈與粉體顆粒之間的摩擦力，應該大於分子鏈與分子鏈之間的摩擦力。,分子鏈和無機粉體的纏繞,4,假設一顆粉體，磨碎成數顆小粉體,總表面積增加，一群分子鏈和粉體的總接觸面積增加，且糾結點也多。,一個糾纏點,因此、單位正方體積內的糾纏點多，相對之間的黏度大。分子更難滑動。,多個糾纏點,5,6,不考慮其他複雜因素，過一個大篩網孔，單位時間內，需一起克服9個糾纏點(分子鏈及粉體間)，分子產生滑動，才能過此篩孔。,1,2,3,5,4,10,11,12,1,2,3,5,4,6,7,8,9,6,7,8,9,13,不考慮其他複雜因素，一起過四個小篩網孔，單位時間內，需一起克服13個糾纏點(分子鏈及粉體間)，分子產生滑動，才能一起過此四個小篩孔。,需有分子鏈參與滑動，才能過篩網的糾結點。,假設分子鏈間的纏繞糾結因素不考慮,由此聚合現象可看出，粉體平均粒徑變小且均勻了，的確是有利於後道紡絲作業。,為何要過小篩網?,就如同我們剪髮，頭髮太亂，需要較密梳子(梳齒多)梳整齊，頭髮才能平整,以利剪髮。,分子鏈間、以及分子鏈和粉體之間有許多糾結，分子團太亂，順向度不好，不利後面的再聚合，甚至不利抽絲，甚或不利細丹尼抽絲，所以、能過越小的篩網，分子鏈梳理之後的平均順向度越好。,梳子(2),梳子(1),濾網篩孔洞,7,由於此無機物粉體硬度較大，不同於一般竹碳(且因片狀結構、滑性大，和Nylon6分子鏈也沒化學鍵結及強物理作用力，所以和分子鏈磨擦力少，易與分子鏈滑脫)：所以此無機物粉體反而對Nylon6有補強作用，因此聚合或抽紗時，開始的壓力較大，可以稱為”功能性複合纖維”。,無機粉體顆粒,分子鏈和無機粉體的纏繞,8,2.聚合度可能降低原因,9,10,台化告知Nylon6的平均分子量約20,000，故一條分子鏈長度約由177個重複單位體連結而成。,一個重複單體長度=1432+5154=1056pm一個分子鏈長度=(1056pm/個)177個=186912pm=187nm(此為假設分子鏈拉直的情況下；其實不然)粉體粒徑分佈為350400nm:所以粉體有阻礙Nylon6聚合的效果，且顆粒小至某階段，分子鏈跟粉體之間的糾纏效應就顯著增加，粉體的補強效應就忽然明顯了。,O,=,H,-,一個重複單位體，平均分子量113;-C-N-(-CH2-)5-,11,2.聚合度可能降低原因,12,兩個短分子鏈間互相聚合，也要有很高的碰撞頻率(接觸)，才可能發生：所以分子鏈需具備好的流動性、擴散性(diffusion)，因此溫度高，分子鏈的動能增加，流動性、擴散性好，增加分子鏈間碰撞頻率，聚合度高。但變成長分子鏈時，分子鏈間糾纏點多，長分子鏈流動性、擴散性較差，聚合變慢。,接觸,接觸,但是本情況與上者不同，聚合至一定程度，除了分子鏈間糾結之外，另外需加考慮分子鏈與粉體間的糾結程度，所以分子鏈流動性、擴散性更差，因此粉體過多，反而變成聚合度變差的阻力因素。,2.解決聚合度可能降低的方法,方法一、延長聚合時間。方法二、升高聚合溫度。方法三、減少聚合時粉體含量。,13,要抽細丹，紗分子鏈要較長，聚合度要較高，單一方向之分子鏈順向度也要好，單一方向(抽絲方向)強度才夠，不易斷絲。粉體顆粒小、較鈍化，顆粒分佈平均，紡紗時也不易斷紗。能兼具：有利通過較細篩網及聚合度較大兩項因子，選方法三較好。,紡嘴,抽絲方向,14,3.為何選擇Nylon6聚合的方式生產切片或母粒?因粉體分散較好成本較低,15,使用噴霧乾燥法，因改善分散劑，粉體團聚作用和顆粒會變小,我們分散劑改變後，凝團粒徑也變小噴霧乾燥後，粉體測SEM,使用舊分散劑,使用新分散劑,16,噴霧乾燥後粉體有團聚作用,團聚,17,此顆粒放大,其實顆粒會凝聚，所以在漿料時，發現粒徑分佈較小，而固化凝聚時，會發現粒徑較大。,我們研磨時間要加長，讓部份較尖的小顆粒鈍化。,18,使用噴霧乾燥後所獲之粉體製作母粒時，幾乎不可能利用雙螺桿的剪切力將團聚之大顆粒粉體分散開來。,19,因此才需用聚合法，使粉體平均分散在母體分子鏈中，粉體間有分子鏈阻隔，較不易團聚。,聚合槽中，CPL加熱聚合成Nylon6,使用噴霧乾燥後所獲之粉體製作母粒時，不容易利用雙螺桿的剪切力將團聚之大顆粒粉體分散開來。,20,經由螺桿剪切力量,CPL聚合液中,4.使用噴霧乾燥法或聚合法生產之母粒或切片,其粉體顆粒之平均粒徑有何差異?(SEM觀察),21,使用噴霧乾燥法，因改善分散劑，粉體團聚作用和平均顆粒會變小,使用舊分散劑,使用新分散劑,22,粉體直徑約32.5m,約等於32500nm(奈米),粉體直徑約20.9m,約等於20900nm(奈米),粉體直徑約9.3m,約等於9300nm(奈米),粉體直徑約20.9m,約等於20900nm(奈米),此兩張SEM,為台化經由聚合法生產之Nylon6切片,裡面粉體含量1.6%平均顆粒大小均勻的話,紗線織成布的色差度也會改善.,粉體直徑約0.35m,約等於