Добре, нека обясним подробно принципа на модификация на еластомера за подобряване на здравината нанетъкани платове от спанбондТова е типичен пример за постигане на висока производителност чрез „максимизиране на силните страни и минимизиране на слабостите“ чрез композитни материали.
Основни понятия: Издръжливост срещу крехкост
Първо, нека разберем какво е „жилавост“. Жилавостта е способността на материала да абсорбира енергия и да се деформира пластично, докато се счупи под напрежение. Материал с добра жилавост е едновременно здрав и еластичен, изискващ значително количество работа за счупване.
Крехки материали (като немодифициран полипропилен): Под въздействието на външна сила, молекулните вериги нямат време да се пренаредят, напрежението се концентрира върху дефектите, което директно води до бързо счупване и ниско удължение при скъсване.
Твърди материали: Под въздействието на външна сила те могат да се огъват и да претърпяват пластична деформация, като по този начин консумират голямо количество енергия и по този начин се противопоставят на счупване.
Основната цел на модифицирането на еластомери е да трансформира полукристални полимери като полипропилен от крехко разрушаващо поведение в пластично разрушаващо поведение.
Подробни принципи на модифициране на еластомери
Принципът може да се разбере както от микроскопично, така и от макроскопично ниво. В основата му са еластомерните частици, действащи като точки на концентрация на напрежение и абсорбатори на енергия.
1. Микроскопичен механичен механизъм: Индуциране и прекратяване на пукнатини, повишаване на границата на срязване
Това е най-важният принцип. Когато тъканта тип „спанбонд“ е подложена на външни сили (като разкъсване или удар), вътрешно протичат следните процеси:
а) Концентрация на напрежение и иницииране на пукнатини
Еластомерите (като EPDM, POE) обикновено са несъвместими или частично съвместими с полипропиленовата матрица. Следователно, след смесване, те се разпределят като малки, диспергирани „островни“ структури в рамките на непрекъсната полипропиленова „морска“ фаза.
Тъй като модулът на еластомера е много по-нисък от този на полипропилена, на границата между двете фази се получава голяма концентрация на напрежение, когато са подложени на външни сили.
Тези точки на концентрация на напрежение стават началните точки за образуване на пукнатини. Пукнатините не са пукнатини, а по-скоро микропореста структура от снопчета влакна, перпендикулярна на посоката на напрежението, все още свързани вътрешно с полимерни влакна. Образуването на пукнатини абсорбира голямо количество енергия.
б) Прекратяване на пукнатините и образуване на срязваща лента
Втората ключова роля на еластомерните частици е да прекратят образуването на пукнатини. Когато пукнатината срещне гъвкави еластомерни частици по време на разпространението си, полето на високо напрежение на върха ѝ се притъпява, предотвратявайки развитието на пукнатините във фатални макроскопични пукнатини.
Едновременно с това, концентрацията на напрежение предизвиква и срязващо пластифициране в полипропиленова матрица. Това се отнася до относителното приплъзване и преориентиране на полипропиленовите молекулни вериги под напрежение на срязване, образувайки срязващи ленти; този процес също изисква значително количество енергия.
в) Синергичен механизъм за разсейване на енергия
В крайна сметка, външно приложената енергия се разсейва предимно по следните пътища:
Образуване на множество пукнатини: консумация на енергия.
Деформация и разрушаване на самите еластомерни частици: консумация на енергия.
Срязващо пластичност на матрицата: консумация на енергия.
Разделяне на междинната връзка: отлепване на еластомерните частици от матрицата, консумация на енергия.
Този процес значително увеличава работата, необходима за разрушаване на материала, макроскопски проявяващо се като значително подобрение на ударната якост и устойчивостта на разкъсване, като същевременно значително увеличава и удължението при скъсване.
2. Промени във фазовата структура: Влияние върху поведението на кристализацията
Добавянето на еластомери не само действа като физическа „добавка“, но и влияе върху микроструктурата на полипропилена.
Рафиниране на сферолити: Еластомерните частици могат да действат като хетерогенни места за нуклеация, нарушавайки редовното подреждане на полипропиленовите молекулни вериги и карайки ги да кристализират в по-фини, по-плътни сферолитни структури.
Подобряване на интерфейса: Чрез използването на компатибилизатори може да се подобри междуфазовата адхезия между еластомера и полипропиленова матрица, като се гарантира, че напрежението може да се прехвърли ефективно от матрицата към еластомерните частици, като по този начин се предизвикват по-ефективно пукнатини и срязващо образуване на ленти.
Специфични приложения в производството на нетъкан текстил тип „спанбонд“
Прилагането на горните принципи към производството на нетъкани тъкани тип „спанбонд“ има следните ефекти:
Повишена здравина на отделните влакна:
По време на процеса на предене, полипропиленовата стопилка, съдържаща еластомери, се разтяга във влакна. Самите модифицирани влакна стават по-твърди. Под въздействието на външна сила влакната са по-малко склонни към крехко счупване и могат да претърпят по-голяма пластична деформация, абсорбирайки повече енергия.
Укрепване и заздравяване на структурата на оптичната мрежа:
По време на горещо валцуване на армировка, влакната се слепват в точката на валцоване. Влакната с по-добра жилавост е по-малко вероятно да се скъсат мигновено в точката на валцоване, когато са подложени на сили на разкъсване.
Външните сили могат да бъдат преразпределени по-ефективно в цялата оптична мрежа. Когато едно влакно е подложено на значително напрежение, то може да прехвърли напрежението върху околните влакна чрез деформация, предотвратявайки бързото им разрушаване, причинено от концентрация на напрежение.
Скок напред в устойчивостта на разкъсване и пробиване:
Устойчивост на разкъсване: Разкъсването е процес на разпространение на пукнатини. Еластомерните частици ефективно инициират и прекратяват множество микропукнатини, предотвратявайки сливането им в макроскопични пукнатини, което значително забавя процеса на разкъсване.
Устойчивост на пробиване: Пробиването е сложна комбинация от удар и разкъсване. Материалите с висока жилавост могат да претърпят значително огъване и деформация, когато чужд предмет ги пробие, капсулирайки пронизващия предмет, вместо да бъде директно пробит.
Заключение
Резюме: Принципът на модифициране на еластомери за подобряване на здравината на нетъканите текстилни материали тип „спанбонд“ е по същество да се комбинира твърда, но крехка полипропиленова матрица с мек, високо еластичен каучук, изграждайки ефективна система за разсейване на енергия в материала.
Чрез предизвикване на напукване, прекъсване на пукнатините и насърчаване на срязващо пластифициране чрез микроскопични механични механизми, разрушителната енергия (удар, разкъсване), приложена външно, се преобразува в голямо количество миниатюрна, неразрушителна деформационна работа. Това макроскопски подобрява удароустойчивостта, устойчивостта на разкъсване и удължението при скъсване на материала, превръщайки нетъкания текстил тип „спанбонд“ от „крехък“ в „здрав“. Това е подобно на добавянето на стоманени пръти към цимента, което не само увеличава якостта, но, по-важното, осигурява решаваща жилавост.
Dongguan Liansheng Non woven Technology Co., Ltd.е основана през май 2020 г. Това е мащабно предприятие за производство на нетъкан текстил, което интегрира научноизследователска и развойна дейност, производство и продажби. Може да произвежда различни цветове PP spunbond нетъкан текстил с ширина по-малка от 3,2 метра, от 9 грама до 300 грама.
Време на публикуване: 16 ноември 2025 г.