الغزل (البوليمرات)

يتم تغذية حبيبات أو كريات البوليمر الصلب إلى جهاز البثق . يتم ضغط الحبيبات وتسخينها وصهرها بواسطة لولب البثق، ثم يتم تغذيتها إلى مضخة دوارة وإلى المغزل.

تتجنب عملية الغزل المباشر مرحلة حبيبات البوليمر الصلبة. يُنتج مصهور البوليمر من المواد الخام، ثم يُضخ مباشرةً من وحدة معالجة البوليمر إلى مطحنة الغزل. يُستخدم الغزل المباشر بشكل أساسي في إنتاج ألياف وخيوط البوليستر، وهو مُصمم خصيصًا للإنتاج بكميات كبيرة (أكثر من 100 طن/يوم).

يُضخ محلول غزل مكون من بوليمر ومذيب متطاير عبر مغزل إلى حجرة تبخير. يصطدم تيار من الهواء الساخن بنفثات محلول الغزل الخارجة من المغزل، مما يؤدي إلى تبخير المذيب وتصلب الخيوط. يُعد غزل النفخ المحلول تقنية مشابهة، حيث يُرش محلول البوليمر مباشرةً على هدف لإنتاج حصيرة من الألياف غير المنسوجة . ^{[ 2 ]}

الغزل الرطب هو أقدم العمليات الخمس. يُذاب البوليمر في مذيب خاص بالغزل، ثم يُبثق عبر مغزل مغمور في حمام تخثر مكون من مواد غير مذيبة. يتسبب حمام التخثر في ترسب البوليمر على شكل ألياف. تُنتج ألياف الأكريليك ، والرايون ، والأراميد ، والموداكريليك ، والإسباندكس بهذه العملية. ^{[ 1 ]}

يُعدّ الغزل الرطب بالنفث الجاف أحد أنواع الغزل الرطب، حيث يمر محلول الغزل عبر فجوة هوائية قبل غمره في حمام التخثر. تُستخدم هذه الطريقة في غزل الليوسيل من السليلوز المذاب ، ويمكن أن تؤدي إلى توجيه أفضل للبوليمر نظرًا لزيادة مرونة محلول الغزل مقارنةً بالألياف المترسبة.

تُستخدم عملية الغزل الهلامي، المعروفة أيضًا بالغزل شبه المنصهر، للحصول على قوة عالية أو خصائص مميزة أخرى في الألياف. فبدلاً من الغزل الرطب الذي يعتمد على الترسيب كآلية رئيسية للتصلب، يعتمد الغزل الهلامي على التجلط الفيزيائي الناتج عن الحرارة كطريقة أساسية للتصلب. ثم تُضخ الألياف المتجلطة الناتجة بمذيب الغزل (كما هو الحال في حلويات الجيلاتين )، مما يحافظ على ترابط سلاسل البوليمر إلى حد ما، ويقاوم الارتخاء الشائع في الغزل الرطب. يسمح الاحتفاظ العالي بالمذيب بسحب فائق كما هو الحال مع البولي إيثيلين ذي الوزن الجزيئي العالي جدًا (UHMWPE) (مثل Spectra® ⁾ ، لإنتاج ألياف ذات درجة عالية من التوجيه، مما يزيد من قوة الألياف. تُبرد الألياف أولاً إما بالهواء أو في حمام سائل لتحفيز التجلط، ثم يُزال المذيب من خلال التعتيق في مذيب غير مذيب، أو أثناء مرحلة السحب. تُنتج بعض ألياف البولي إيثيلين والبولي أكريلونيتريل عالية القوة عبر هذه العملية. ^{[ 1 ]}

تستخدم عملية الغزل الكهربائي شحنة كهربائية لسحب ألياف دقيقة جدًا (عادةً ما تكون على المستوى الميكروي أو النانوي) من سائل - إما محلول بوليمر أو مصهور بوليمر. تشترك عملية الغزل الكهربائي في خصائص كل من الرش الكهربائي والغزل الجاف التقليدي للألياف ^{[ 3 ]} . لا تتطلب هذه العملية استخدام مواد كيميائية للتخثر أو درجات حرارة عالية لإنتاج خيوط صلبة من المحلول. وهذا ما يجعلها مناسبة بشكل خاص لإنتاج الألياف باستخدام جزيئات كبيرة ومعقدة. كما تُستخدم عملية الغزل الكهربائي للمصهور ؛ وتضمن هذه الطريقة عدم انتقال أي مذيب إلى المنتج النهائي. ^{[ 4 ] [ 5 ]}

وأخيرًا، تُسحب الألياف لزيادة قوتها وتوجيهها. ويمكن القيام بذلك أثناء تصلب البوليمر أو بعد أن يبرد تمامًا. ^{[ 1 ]}