Một cuộn dây nylon 6 được kéo từ bao bì chân không vào kho có độ ẩm tương đối 60% sẽ không khô được lâu. Trong vòng 2 giờ có thể tăng độ ẩm 0,5-1%; sau 24 giờ ở 23 độ C và độ ẩm tương đối 50%, dây tóc PA6 điển hình giữ được khoảng 2,5-3% nước. Nước được hấp thụ đó làm thay đổi cách polyme tan chảy, thuốc nhuộm và độ tuổi.
Câu hỏi "tại sao sợi nylon lại hấp thụ độ ẩm nhanh như vậy" là một câu hỏi về hóa học polymer, không chỉ là vấn đề lưu trữ. Câu trả lời bắt đầu ở cấp độ phân tử và kết thúc bằng các quy trình sấy khô, tiêu chuẩn đóng gói và lựa chọn cấp độ để phân biệt quá trình sản xuất trơn tru với phế liệu đắt tiền.
Tại sao sợi nylon hấp thụ độ ẩm: nhóm amit và liên kết hydro
Nylon hấp thụ nước nhanh chóng vì mỗi đơn vị lặp lại trong chuỗi polyme đều chứa một nhóm amit và các nhóm amit hình thành liên kết hydro với các phân tử nước gần như dễ dàng như khi chúng liên kết với các chuỗi lân cận.
Trong nylon 6, chuỗi được tạo thành từ các đơn vị NH-(CH2)5-CO-. Oxy carbonyl mang điện tích âm một phần; hydro N-H mang điện tích dương một phần. Nước nhỏ và phân cực nên nó nằm gọn giữa hai vị trí này và hình thành liên kết hydro trong vòng vài giây. Sau khi liên kết, các phân tử nước di chuyển vào vùng vô định hình của sợi, nơi các chuỗi polymer được sắp xếp lỏng lẻo.
Lấy lại độ ẩm, xác định Độ ẩm lấy lại là trọng lượng của nước được hấp thụ bởi sợi hoặc sợi, được biểu thị bằng phần trăm trọng lượng khô của nó ở nhiệt độ xác định và độ ẩm tương đối. Nylon 6 cho thấy độ hồi tiêu chuẩn khoảng 4,5% ở độ ẩm 65% và 20 độ C.
Điều hạn chế sự hấp thu là độ kết tinh. Ở những vùng kết tinh, các chuỗi liên kết chặt chẽ và loại trừ nước. Phần vô định hình đóng vai trò như bể chứa nước: ở độ ẩm 50% RH, nó có thể giữ khoảng 3% trọng lượng khô của sợi tóc, gấp hàng trăm lần so với khả năng hấp thụ của sợi polyester trong các điều kiện giống nhau.
Bởi vì nhóm amide có mặt trong mọi đơn vị lặp lại nên sự hấp thụ không chỉ ở bề mặt. Nước thấm vào toàn bộ mặt cắt ngang của sợi đơn hoặc sợi mịn.
Tốc độ sợi nylon đạt đến độ bão hòa: giờ, không phải ngày
Ở điều kiện phòng bình thường, sợi nylon 6 đạt hơn một nửa độ ẩm cân bằng trong vòng 12 giờ và gần như cân bằng hoàn toàn trong vòng 48 giờ.
Khi tiếp xúc có kiểm soát ở nhiệt độ 23 độ C và độ ẩm tương đối 50%, PA6 mới sấy khô tăng độ ẩm khoảng 0,9% trong 2 giờ, 1,5% trong 4 giờ và 2,9% sau 24 giờ. PA66 đi theo một đường cong tương tự ở mức thấp hơn một chút vì các chuỗi đều đặn hơn của nó kết tinh nhiều hơn. Polyester hầu như không di chuyển, ở mức dưới 0,2%.
Ngưỡng quá trình thấp hơn nhiều so với mức bão hòa. Độ ẩm chỉ 0,5% trọng lượng tạo ra các lỗ rỗng hơi nước trong nylon ép đùn, sự hấp thụ thuốc nhuộm không đồng đều trong sợi dệt và sự tách lớp trong các bộ phận in 3D. Ở mức RH 60%, ống PA6 khô có thể vượt qua ngưỡng đó trong khoảng một giờ.
Loại nylon nào thấm hút nhanh nhất: PA6, PA66, PA11, PA12
Tốc độ hấp thụ và độ ẩm cuối cùng phụ thuộc vào số lượng nhóm amide chiếm một chiều dài nhất định của chuỗi polymer.
PA6 và PA66 có mật độ amit cao nhất nên hút nước nhiều nhất. PA66 hấp thụ ít hơn PA6 một chút vì chuỗi đối xứng của nó tập hợp thành một cấu trúc tinh thể hơn. PA11 và PA12 mang các đoạn hydrocarbon dài giữa các nhóm amit; tỷ lệ lấy lại của họ giảm xuống khoảng 1,0-1,2%.
| Lớp nylon | Mật độ amit | Lấy lại ở mức 50% RH | Tốc độ hấp thụ |
|---|---|---|---|
| PA6 | Cao | 3,0-3,5% | Rất nhanh |
| PA66 | Cao | 2,5-3,0% | Nhanh |
| PA11 | Trung bình | 1,0-1,2% | Trung bình |
| PA12 | Trung bình | 0,8-1,0% | Trung bình |
Lựa chọn lớp quan trọng hơn giá thô. Sợi nylon 66 có giá cao hơn trên mỗi kg, nhưng độ hấp thụ thấp hơn sẽ rút ngắn thời gian sấy khô và cải thiện độ ổn định kích thước ở vùng khí hậu ẩm ướt. Sự cân bằng giữa nylon 6 và nylon 66 đáng được xem xét trước khi bạn đưa ra quyết định tìm nguồn cung ứng.
Mẹo của người mua Nếu độ ẩm trong kho của bạn duy trì trên 60% trong hầu hết thời gian trong năm, hãy chọn loại có độ lấy lại trạng thái cân bằng thấp hơn hoặc yêu cầu đóng gói kín bằng chất hút ẩm là một yêu cầu hợp đồng không thể thương lượng.
Độ ẩm hấp thụ có tác dụng gì đối với sợi nylon trong quá trình xử lý
Sau khi được hấp thụ, nước không tồn tại một cách thụ động trong dây tóc; nó mở rộng và phản ứng.
Khi nylon ướt được nung nóng vượt quá điểm nóng chảy, nước sẽ trở thành hơi nước. Bong bóng hình thành bên trong lớp tan chảy và vỡ ra trên bề mặt, để lại những khoảng trống, vết nứt và bề mặt tiếp xúc yếu. Các điều kiện tương tự kích hoạt quá trình thủy phân: nước tách chuỗi polyme, làm giảm trọng lượng phân tử và độ bền kéo. Dây tóc PA6 ướt bật ra ở vòi đang trải qua quá trình phân cắt chuỗi vĩnh viễn.
- Đùn và in 3D: các lỗ rỗng do hơi nước, độ nhám bề mặt, sự tách lớp và độ bám dính giữa các lớp giảm mạnh
- Kéo sợi và kéo vải: đứt sợi, độ căng không đều và độ bền của sợi kéo thấp hơn
- Nhuộm và hoàn thiện: các vệt và dải, sự khác biệt về màu sắc giữa các lô và kiểm soát kích thước kém
Tại một nhà máy dệt kim, sợi nylon 6 FDY hút ẩm trước khi nhuộm sẽ tạo ra các vệt nhìn thấy được trên tất. Đây là lý do tại sao các nhà cung cấp điều hòa sợi và niêm phong mọi lô hàng bằng chất hút ẩm trước khi gửi đi.
Các hiệu ứng vẫn tồn tại đến thành phẩm. Nước làm dẻo nylon: nhiệt độ chuyển thủy tinh của PA6 giảm khoảng 20-30 độ C ở độ ẩm 3%. Đối với bánh răng, dây đai an toàn và dây nâng, độ cứng và khả năng chống rão thay đổi theo mỗi chu kỳ độ ẩm.
Cách giữ sợi nylon khô: quy trình sấy khô và bảo quản
Độ ẩm được loại bỏ nhanh chóng bằng máy sấy phễu hút ẩm, với điều kiện không khí đạt điểm sương từ -40 độ C trở xuống.
- Sấy PA6 ở nhiệt độ 75-85 độ C trong 4-6 giờ; sử dụng 80-90 độ C cho các loại PA66 và chuỗi dài hơn.
- Xác nhận điểm sương của máy sấy: dưới -40 độ C nghĩa là không khí có thể hút hơi ẩm ra khỏi polyme.
- Chuyển vật liệu đã sấy khô vào túi kín hoặc thùng chứa chân không trong vòng 30 phút sau khi kết thúc chu trình sấy.
- Bảo quản cuộn trong tủ khô ở nhiệt độ 20-25 độ C có chất hút ẩm; giữ độ ẩm tương đối dưới 20%.
Sau khi khô, nylon phải được bảo vệ khỏi không khí. Một tủ kín có độ ẩm dưới 20% RH giúp ống cuộn có thể sử dụng được trong nhiều tuần; cùng một ống chỉ để mở qua đêm sẽ mất đi lợi ích của toàn bộ chu trình sấy khô.
Vỏ dây cước Dây câu sợi nylon là một ví dụ điển hình về độ nhạy ẩm: dây ướt chìm nhanh hơn, giãn ra nhiều hơn và mài mòn sớm hơn. Việc niêm phong ranh giới giữa các lần sử dụng sẽ kéo dài thời gian sử dụng hữu ích của nó.
Những điều cần hỏi nhà cung cấp sợi nylon về độ ẩm
Quản lý độ ẩm là trách nhiệm chung giữa nhà cung cấp và người mua và hầu hết công việc diễn ra trước khi dây tóc đến dây chuyền của bạn.
Đặt ba câu hỏi: Độ ẩm còn lại khi gửi đi là bao nhiêu? Sản phẩm được đóng gói như thế nào - hút chân không, phun nitơ hay chỉ bọc màng co? Nhà cung cấp khuyến nghị điều kiện sấy khô nào? Một câu trả lời đáng tin cậy được thể hiện bằng con số chứ không phải tính từ.
Bởi vì việc lấy lại độ ẩm ảnh hưởng đến trọng lượng thương mại nên sợi nylon được giao dịch trên cơ sở lấy lại tiêu chuẩn. Nếu hai nhà cung cấp sử dụng các cơ sở khác nhau thì cùng một lô sợi danh nghĩa sẽ mang lại trọng lượng tính phí khác nhau và cách lấy thuốc nhuộm khác nhau. Xác nhận cơ sở lấy lại trong cuộc điều tra và xem xét các loại nylon và thông số kỹ thuật trước khi so sánh đơn giá.
Đối với các ứng dụng công nghiệp, hãy kiểm tra các loại ổn định nhiệt hoặc chống thủy phân. Sợi nylon 6 có độ bền cao được đóng gói chân không thích hợp sẽ giữ được độ bền từ nhà máy đến trạm bện, điều này quan trọng hơn độ phủ danh nghĩa.
Câu hỏi thường gặp về độ ẩm nylon
Bao lâu thì sợi nylon bị ướt không thể sử dụng được?
Ở độ ẩm tương đối 50%, dây tóc PA6 khô có thể vượt qua ngưỡng khuyết tật 0,5% trong khoảng 1-2 giờ và ống mở được bão hòa hiệu quả trong vòng 24-48 giờ.
Tại sao nylon 6 hút nước nhiều hơn nylon 66?
Cả hai loại đều có mật độ amit tương tự nhau, nhưng chuỗi nylon 66 đóng gói thành cấu trúc tinh thể hơn, để lại ít thể tích vô định hình nơi nước có thể xâm nhập.
Nhiệt độ sấy chính xác cho sợi nylon ướt là bao nhiêu?
Sử dụng 75-85 độ C đối với nylon 6 và 80-90 độ C đối với nylon 66, trong 4-6 giờ, trong máy sấy hút ẩm có điểm sương dưới -40 độ C. Nhiệt độ cao hơn có thể gây thoái hóa nhiệt và ố vàng.
Độ ẩm lấy lại có làm thay đổi giá sợi nylon không?
Đúng. Trọng lượng sợi thương mại được điều chỉnh theo cơ sở lấy lại tiêu chuẩn, do đó hai nhà cung cấp sử dụng các cơ sở khác nhau sẽ báo giá trọng lượng tính phí khác nhau cho cùng một loại sợi vật lý. Xác nhận cơ sở lấy lại trước khi so sánh giá.
