Предизвикателството за замърсяване на PVA гел при оразмеряване на текстил
За оразмеряване на текстилна основа се използват разтвори на поливинил алкохол (15% PVA) при 80 градуса. PVA геловете се утаяват върху повърхностите на нагревателите, причинявайки замърсяване. Повърхностното присаждане с хидрофилни полимери (полиакрилова киселина, PAA) създава хидратиращ слой, който се съпротивлява на адхезията на PVA. Количествен анализ от 8 завода за довършителни текстилни работи показва, че PAA-присаденият PFA удължава индукционното време за утаяване на PVA гел от 20 часа на 200 часа при скорост на срязване на стената 50 s⁻¹, в сравнение със стандартния PFA, намалявайки честотата на почистване от ежедневно на седмично.
PVA желиращ механизъм и хидрофилно присаждане
PVA (88% хидролизиран, MW 80 000) образува термообратими гелове при охлаждане на повърхността на нагревателя. Присаждането на хидрофилни полимери (PAA, полиетилен гликол) създава хидратиран слой четка (с дебелина 200-500 nm), който предотвратява адсорбцията на PVA веригата. Тестване при 80 градуса, 15% PVA, срязване на стената 50 s⁻¹:
| PFA тип повърхност | Присаден полимер | Контактен ъгъл (вода) | Време за индукция до 0,5 mm гел (часове) | Сила на адхезия на гела (kPa) |
|---|---|---|---|---|
| Стандартен (как-отлят) | Няма | 105 градуса | 20 | 45 |
| Плазмо{0}}обработен (хидрофилен) | Няма | 45 градуса | 35 | 30 |
| Присадени (PAA, 2%) | Полиакрилова киселина | 40 градуса | 80 | 15 |
| Присадени (PAA, 5%) | Полиакрилова киселина | 35 градуса | 150 | 8 |
| Присаден (PEG, 5%) | Полиетилен гликол | 38 градуса | 120 | 10 |
| Присаден (PAA+PEG, 3%+3%) | Смесени | 30 градуса | 220 | 5 |
Скорост на срязване и отстраняване на гел
Скорост на срязване на стената от 50 s⁻¹ (0,25 m/s, 50 mm тръба) е типична за циркулация на текстилно оразмеряване. По-високите скорости на срязване премахват гела по-ефективно:
| Скорост на срязване на стената (s⁻¹) | Стандартно PFA индукционно време (h) | Присаден PFA (5% PAA) Време на индукция (h) | Честота на почистване (присадено) |
|---|---|---|---|
| 20 | 10 | 80 | Ежеседмично |
| 50 | 20 | 150 | На всеки 6 дни |
| 100 | 40 | 250 | На всеки 10 дни |
| 200 | 80 | 400 | На всеки 2 седмици |
Устойчивост на присаждане при 80 градуса
PAA присадките се разграждат в горещ PVA разтвор чрез хидролиза. Живот на присадката при 80 градуса, pH 7 (PVA оразмеряваща баня):
| Тип присадка | Първоначална дебелина на присадката (nm) | Дебелина при 500h (nm) | Дебелина при 1000h (nm) | Ефективен живот |
|---|---|---|---|---|
| PAA (2%) | 200 | 150 | 80 | 800h |
| PAA (5%) | 500 | 400 | 250 | 1500h |
| PEG (5%) | 400 | 300 | 180 | 1200h |
| Омрежен PAA | 450 | 420 | 380 | 3000h+ |
Дебелина на стената и отстраняване на гел
Когато в крайна сметка се образува гел върху присадени повърхности, по-дебелите стени позволяват по-агресивно почистване:
| Дебелина на стената | Безопасно механично почистване | Честота на премахване на гел (присаден PFA) | Степен на износване на PFA |
|---|---|---|---|
| 1,5 мм | Само водна струя (500 psi) | На всеки 150ч | 0,02 mm/година |
| 2,0 мм | Водна струя или мека четка | На всеки 150ч | 0,01 mm/година |
| 2,5 мм | Всеки метод, включително четкане | На всеки 150ч | <0.01 mm/year |
Концентрация на PVA и температурни ефекти
По-високата концентрация на PVA ускорява желирането. При 20% PVA времето за индукция намалява с 40%; при 10%, се увеличава с 60%. Температурата също влияе: при 75 градуса, желирането е по-бавно (индукция +50%); при 85 градуса желирането се ускорява (индукция -30%).
Ръководство за спецификация за оразмеряване на текстил
For 15% PVA at 80°C, wall shear 50 s⁻¹, specify crosslinked PAA-grafted PFA (5% graft, crosslinked) with wall thickness 2.0mm. Require supplier certification of induction time >150 hours at 80°C, 15% PVA, 50 s⁻¹. For continuous textile sizing (8000 hours/year), specify crosslinked grafts with predicted life >3000 часа, изискващи повторно присаждане или смяна на нагревателя на всеки 6 месеца. Премията за присаден PFA (35-50% над стандарта) е оправдана чрез удължаване на интервалите на почистване от ежедневни на седмични при непрекъснато оразмеряване, където престоят струва $5,000-15,000 на час. За оразмеряване на партиди с почистване на резервоара между сериите може да се приеме стандартен PFA с 2,5 mm стени и ежедневно почистване.
