Тестирование регенерированного волокна

Тестирование регенерированного волокна: Ключевые аспекты контроля качества

Введение
Регенерированные волокна, полученные из переработанных текстильных или пластиковых материалов (например, ПЭТ-бутылок), играют все более важную роль в текстильной и полимерной промышленности. Их использование способствует снижению экологической нагрузки и переходу к циркулярной экономике. Однако для обеспечения конкурентоспособности конечной продукции и соответствия техническим требованиям, регенерированные волокна должны подвергаться тщательному и всестороннему тестированию. Эта статья охватывает основные аспекты процесса испытаний регенерированного волокна.

1. Объекты испытаний

Объектами испытаний являются сами регенерированные волокна в различных формах:

• Волокно в штапеле (Ровница): Короткие отрезки волокон, подготовленные для дальнейшей переработки (прядения). Тестируется на этом этапе для контроля исходного сырья.
• Монофиламентные или мультифиламентные нити: Непрерывные нити, полученные после экструзии и вытягивания регенерированной гранулы. Основной объект для проверки текстильных свойств.
• Волокнистый жгут (Топс): Выровненный пучок параллельных волокон, часто используемый для гребенного прядения. Тестируется на однородность и прочность.
• Образцы нетканых материалов: Если волокно предназначено для производства нетканых полотен.
• Образцы готовых тканей/трикотажа: Для оценки влияния регенерированного волокна на свойства конечного продукта.

2. Область испытаний

Тестирование регенерированного волокна охватывает широкий спектр свойств, критически важных для его дальнейшей переработки и эксплуатации:

• Физико-механические свойства:
  • Линейная плотность (текс, денье)
  • Прочность на разрыв и удлинение при разрыве
  • Модуль упругости
  • Усталостная прочность
• Геометрические характеристики:
  • Длина волокна (для штапеля)
  • Титр (толщина волокна/нити)
  • Поперечное сечение и его форма
  • Усадка при термообработке
• Термические свойства:
  • Температура плавления (DSC)
  • Термостабильность (ТГА)
• Поверхностные и трибологические свойства:
  • Коэффициент трения
  • Содержание масел/замасливателей
• Оптические свойства:
  • Цвет (L*, a*, b*, DE)
  • Степень белизны/прозрачности
• Химические свойства и чистота:
  • Содержание влаги
  • Остаточное содержание примесей (металлы, другие полимеры, красители)
  • Степень полимеризации (IV - характеристическая вязкость, критично для ПЭТ)
  • Цветовое число (b-value для ПЭТ, показатель желтизны)
• Технологические свойства:
  • Способность к крашению (сродство к красителям, равномерность окрашивания)
  • Поведение при текстильной переработке (прядение, вязание, ткачество)
• Однородность: Проверка стабильности всех перечисленных свойств по длине нити или между разными партиями.

3. Методы испытаний

Испытания проводятся с использованием стандартизированных методик, обеспечивающих воспроизводимость и объективность результатов. Основные стандарты включают:

• Международные (ISO): Серии стандартов ISO 5079 (прочность волокон), ISO 2060 (титр), ISO 1973 (линейная плотность), ISO 1833 (химический анализ смесей), ISO 11357 (DSC), ISO 11358 (TGA).
• Американские (ASTM): ASTM D3822 (прочность нитей), ASTM D1907 (титр), ASTM D2256 (общие свойства нитей), ASTM D4603 (IV ПЭТ), ASTM D6290 (цвет), ASTM D7378 (содержание ПВХ в ПЭТ).
• Национальные стандарты: ГОСТ (Россия), DIN (Германия), BS (Великобритания), JIS (Япония) и др., часто гармонизированные с ISO или ASTM.
• Внутренние стандарты предприятий: Разрабатываются для контроля специфических требований, не полностью охваченных общепринятыми стандартами, или для более строгих внутренних норм.

4. Испытательное оборудование

Для проведения испытаний используется специализированное оборудование:

• Универсальные разрывные машины: Оснащенные подходящими зажимами и датчиками усилия/удлинения для измерения прочности, удлинения, модуля упругости. Могут иметь климатические камеры для испытаний при разных температурах/влажности.
• Титр-весы: Точные аналитические весы для определения линейной плотности по стандартным методам (вес отрезка известной длины).
• Дифференциальный сканирующий калориметр (DSC): Для анализа температур плавления, кристаллизации, стеклования, степени кристалличности.
• Термогравиметрический анализатор (TGA): Для определения термостабильности, содержания влаги, летучих веществ, наполнителей.
• Вискозиметры: Капиллярные вискозиметры для измерения характеристической вязкости (IV) расплавов или растворов полимеров (особенно критично для ПЭТ).
• Спектрофотометры/колориметры: Для объективной оценки цвета, белизны, желтизны (b-value).
• Микроскопы: Оптические и поляризационные для изучения морфологии волокна, поперечного сечения, наличия дефектов. Сканирующие электронные микроскопы (СЭМ) для детального анализа поверхности.
• Приборы для измерения коэффициента трения: Определяют трение волокна о волокно и о металл.
• Экстракционные установки: Для определения содержания масел/замасливателей.
• Анализаторы длины волокон: Автоматические системы (например, на основе фотоэлектрических или лазерных датчиков) для измерения длины штапельного волокна и построения диаграмм распределения.
• Оборудование для пробоподготовки: Сушильные шкафы, эксикаторы, измельчители, фильтры для растворения полимера.
• Химико-аналитическое оборудование: Индуктивно-связанная плазма (ИСП-МС/ОЭС) для определения металлов, инфракрасные спектрометры (FTIR) для идентификации полимеров и примесей, хроматографы (ГХ/ЖХ) для анализа органических загрязнителей.

Заключение
Тестирование регенерированного волокна – это комплексный и необходимый процесс, обеспечивающий качество сырья для последующей переработки и надежность конечной продукции. Из-за особенностей происхождения (постпотребительские или постиндустриальные отходы) регенерированные волокна требуют особого внимания к таким аспектам, как однородность свойств, наличие примесей, цвет и степень полимеризации (IV). Использование стандартизированных методов и современного испытательного оборудования позволяет получить объективную картину характеристик волокна, сравнить разные партии между собой и с первичным аналогом, а также гарантировать соответствие техническим требованиям производителей текстиля и готовых изделий. Регулярный и тщательный контроль – залог успешного внедрения регенерированных волокон в производственные циклы.