Dans le vaste ciel et la terre de la science des matériaux, les fibres sont partout, des vêtements que nous portons aux bardeaux isolants de la navette spatiale. Et chaque nouveau type de fibre est né sans un homme derrière les coulisses - une machine à filer expérimentale. Avec une solution ou une fonte de polymère comme « encre» et un trou de pulvérisation à l'échelle du micron ou même du nanomètre comme « stylo», il décrit les possibilités infinies du futur des matériaux fibreux sous la manipulation des chercheurs scientifiques.
La valeur fondamentale de la machine de filage expérimentale réside dans sa capacité à simuler et à optimiser le processus de filage industrialisé, principalement divisé en deux grandes catégories: le filage en fusion et le filage en solution. La machine de filage en fusion est chauffée à haute température pour fondre les polymères (tels que le polypropylène, le polyester) dans un fluide qui est livré avec précision par une pompe doseuse, extrudé à travers une plaque de filage, solidifié dans l'air froid ou l'eau refroidie pour former le fil. Ce processus, comme la fabrication de sucre tiré, exige un contrôle élevé de la température et du taux de cisaillement. Alors que le filage en solution est plus complexe, y compris le filage humide et sec. Filage humide après l'extrusion de la solution de polymère directement dans le bain de coagulation, durcissement du filage par échange de solvant, convient pour les fibres de viscose, les Acrylates, etc.; Le filage à sec est une solution après extrusion, durcissement par volatilisation du solvant à l'air chaud, comme dans la production de certains spandex. Les machines de filage expérimentales doivent être capables de Commuter ces processus de manière flexible, offrant ainsi l '« environnement de naissance» le plus approprié pour différents matériaux.
La force, la ténacité, la brillance et la fonctionnalité d'une fibre dépendent en grande partie de chaque paramètre du processus de filage. La machine de filage expérimentale est précisément la plate - forme pour la régulation précise de ces paramètres. De la viscosité du polymère en fusion ou en solution, à la température, en passant par la vitesse d'alimentation précise de la pompe doseuse, la géométrie et la taille de l'orifice de soufflage ou encore la vitesse et le grossissement de l'enroulement, chaque variable doit être mesurée et contrôlée avec précision. La machine de filage expérimentale moderne est généralement équipée d'un système de contrôle PLC avancé et d'une interface à écran tactile, le personnel scientifique peut définir des procédures complexes pour surveiller en temps réel les données de température, de pression, de tension, etc., afin d'étudier systématiquement l'impact de divers paramètres sur la microstructure et les performances macroscopiques de la fibre et de fournir des données de première main pour l'industrie chimique optimale.
La machine de filage expérimentale est un « incubateur» pour l'innovation de nouveaux matériaux. Dans le domaine du filage électrostatique, la machine de filage expérimentale électrostatique haute pression est capable de préparer des microfibres de diamètre au niveau nanométrique, qui présentent un grand potentiel dans les domaines de la filtration efficace, des supports d'ingénierie tissulaire, des capteurs intelligents et autres. Dans le développement de fibres fonctionnelles, les chercheurs scientifiques ajoutent uniformément du graphène, des nanotubes de carbone, des polymères conducteurs et d'autres nanomatériaux fonctionnels au fluide de filage par le biais de machines de filage expérimentales, filant des fibres intelligentes avec des propriétés telles que la conductivité électrique, la conductivité thermique, l'antibactérien ou la photocatalyse. En outre, la recherche et le développement de fibres biomédicales dégradables (telles que PLA, PCL) dépendent également fortement de la régulation précise de leur vitesse de dégradation et de leur biocompatibilité par des machines de filage expérimentales.
La Mission de la machine de filage expérimentale est de construire des ponts entre le concept de laboratoire et la production industrielle. Il fournit une base clé pour la conception de lignes de production à grande échelle grâce à de petits essais, à des essais pilotes, à la vérification de la filabilité de nouveaux matériaux, à l'optimisation des paramètres du processus de filage, à l'évaluation des coûts de production et de la stabilité. Chaque ajustement réussi des paramètres sur une machine de filage expérimentale peut signifier qu'un nouveau matériau est un pas de plus vers la commercialisation. Il s'agit non seulement d'un outil de recherche scientifique, mais aussi d'un centre essentiel pour la transformation des résultats scientifiques et technologiques.