Kontaktperson
Oleksandr Nechyporchuk
Forskare
Kontakta Oleksandr
Våtspinning
Våtspinning är en tillverkningsprocess som används för att producera fiber från polymerer i lösning genom extrudering i ett koaguleringsbad där polymeren solidifierar och bildar fibrer. Processen benämnds som ”våt”-spinning då den använder sig av ett flytande koaguleringsbad.
Syfte
RISE erbjuder tjänster inom forskning och utveckling av processer för våtspinning av konstfibrer. Vi utför forskningsförsök för att utveckla och optimera våtspinningsprocesser eller för att producera konstfiber med specifika egenskaper. Uppdragen kan omfatta försök med att ta fram nya lösningsmedel, råmaterial eller tillverkningstekniker. Genom systematisk provning och optimering av processparametrar såsom polymerkoncentration, spinningsparametrar, koaguleringsbadskomposition etc. kan vi anpassa fiberegenskaper för att passa specifika applikationer.
Metoder
Med vår expertis och kunskap kan vi utföra genomförbarhetsstudier i bänk- och labbskala för att utveckla våtspinningsprocesser och för att ta fram data till försök i större skala. Med vår utrustning i pilotskala och expertis i uppskalning av våtspinningsprocesser kan vi även optimera produktion och leverera större kvantiteter av fibrer och garn för testning och utvärdering.
Våtspinning i bänkskala
- Två spinnlinor för våtspinning
- Flexibel utrustning med möjlighet till koagulering in-line, sträckning och tvättning i flera bad, applicering av spin-finish, torkning och upplindning av filamentgarn.
- Ett stort bibliotek av spinneretter med olika kapillärantal, kapillärdiametrar, L/D etc.
- Spinndopsvolymer mellan 5 mL och ca 1000 mL.
- Kapacitet: 1-100 g torr fiber per dag.
Våtspinning i pilotskala
- Två spinnlinor för kontinuerlig våtspinning.
- Ett stort bibliotek av spinneretter och specialgjorda spinnhuvuden.
- Motströmstvättning.
- Koagulering in-line, sträckning, tvättning, applicering av spin-finish, torkning och upplindning.
- Spinning av både filamentfibrer och för produktion av stapelfibrer.
- Spinndopsvolymer från 1 L.
- Kapacitet: upp till ca 50 kg torr fiber per dag.
Leverans
Vårt mål är att leverera skräddarsydda våtspinningslösningar för att möta unika behov från varje kund. Leveransen kan omfatta optimerade processparametrar summerade i en rapport eller producerade fibrer med specifika egenskaper.
Mer om våra tjänster inom våtspinning
Exempel på vår våtspinningsutrustning
Våra forskningsämnen
Vi fokuserar på våtspinning av fibrer från olika råvaror. Syftet är att använda jungfruliga råvaror eller att värdera polymerer från textilier för återvinningsändamål. Vi arbetar med sådana polymerer som:
- Polysackarider, såsom cellulosa och dess derivat, alginat, kitin och kitosan.
- Fibrillära proteiner härrörande från ull och silke (keratin och fibroin).
- Icke-fibrillära proteiner härrörande från växter och mjölk (ärtproteinisolat, sojaproteinisolat, zein, kasein).
Viskos
Våtspinning används i stor utsträckning för produktion av, till exempel, viskosfibrer. I denna process används cellulosa för att producera cellulosaxantat, som sedan löses upp och extruderas genom spinneretter i ett koaguleringsbad där cellulosa regenereras och solidifieras för att bilda fibrer. Därefter tvättas, sträcks och torkas fibrerna för att sedan användas, främst i textila applikationer. Vi har en pilotutrustning för viskosspinning där vi kan våtspinna regenererade cellulosafibrer i två olika skalor.
Nya våtspinningstekniker
Vi arbetar med att utveckla våtspinningstekniker för en rad olika biobaserade material genom att använda nya lösningsmedelssystem, såsom jonvätskor och kall alkali. Vi har även expertis inom air-gap-spinning, till exempel från jonvätskor eller NMMO.
Utvalda publikationer
- Bengtsson, J., Olsson, C., Hedlund, A., Köhnke, T., & Bialik, E. (2017). Understanding the inhibiting effect of small-molecule hydrogen bond donors on the solubility of cellulose in tetrabutylammonium acetate/DMSO. The Journal of Physical Chemistry B, 121(50), 11241-11248.
- Hedlund, A., Köhnke, T., & Theliander, H. (2017). Diffusion in ionic liquid–cellulose solutions during coagulation in water: mass transport and coagulation rate measurements. Macromolecules, 50(21), 8707-8719.
- Nechyporchuk, O., Håkansson, K. M. O., Gowda.V, K., Lundell, F., Hagström, B., & Köhnke, T. (2019). Continuous Assembly of Cellulose Nanofibrils and Nanocrystals into Strong Macrofibers through Microfluidic Spinning. Advanced Materials Technologies, 4(2), 1800557.
- Nechyporchuk, O., Yang Nilsson, T., Ulmefors, H., & Köhnke, T. (2020). Wet spinning of chitosan fibers: Effect of sodium dodecyl sulfate adsorption and enhanced dope temperature. ACS Applied Polymer Materials, 2(9), 3867-3875.
- Nechyporchuk, O., Ulmefors, H., & Teleman, A. (2021). Silica-rich regenerated cellulose fibers enabled by delayed dissolution of silica nanoparticles in strong alkali using zinc oxide. Carbohydrate polymers, 264, 118032.
Utvalda patent
- Stigsson, L., Hagström, B., Köhnke, T., Hedlund, A., Bialik, M. (2018). Alkali recycle in cellulose spinning process (US10138578B2).
- Hedlund, A., Köhnke, T. (2021). Process for spinning dissolved cellulose (US11208739B2).
- Olsson, C., Hagström, B., Köhnke T. (2023). System for the production of a spinning dope composition (US11753482B2).
Andra relevanta tjänster
