U redu, hajde da detaljno objasnimo princip modifikacije elastomera radi poboljšanja žilavostispunbond netkane tkanineOvo je tipičan primjer postizanja visokih performansi „maksimiziranjem snaga i minimiziranjem slabosti“ putem kompozitnih materijala.
Osnovni koncepti: Žilavost naspram krhkosti
Prvo, hajde da shvatimo "žilavost". Žilavost je sposobnost materijala da apsorbuje energiju i podvrgne se plastičnoj deformaciji dok se ne slomi pod naponom. Materijal sa dobrom žilavošću je i jak i elastičan, te zahtijeva značajnu količinu rada za lomljenje.
Krhki materijali (kao što je nemodificirani polipropilen): Pod utjecajem vanjske sile, molekularni lanci nemaju vremena za preuređenje, napon se koncentrira na defektima, što direktno dovodi do brzog loma i niskog istezanja pri loma.
Žilavi materijali: Pod utjecajem vanjske sile mogu se saviti i plastično deformirati, trošeći veliku količinu energije u tom procesu, te se na taj način odupiru lomu.
Osnovna svrha modifikacije elastomera je transformacija polukristalnih polimera poput polipropilena iz stanja krhkog loma u stanje duktilnog loma.
Detaljni principi modifikacije elastomera
Princip se može razumjeti i sa mikroskopskog i sa makroskopskog nivoa. Suština leži u česticama elastomera koje djeluju kao tačke koncentracije napona i apsorberi energije.
1. Mikroskopski mehanički mehanizam: Indukcija i prekid pukotina, povećanje granice tečenja smicanjem
Ovo je najvažniji princip. Kada je spunbond tkanina izložena vanjskim silama (kao što su kidanje ili udar), sljedeći procesi se odvijaju interno:
a) Koncentracija napona i inicijacija pukotina
Elastomeri (kao što su EPDM, POE) su obično nekompatibilni ili djelomično kompatibilni s polipropilenskom matricom. Stoga se nakon miješanja distribuiraju kao sitne, dispergirane "ostrvske" strukture unutar kontinuirane polipropilenske "morske" faze.
Budući da je modul elastomera mnogo niži od modula polipropilena, velika koncentracija napona javlja se na granici između dvije faze kada su izložene vanjskim silama.
Ove tačke koncentracije napona postaju početne tačke za nastanak pukotina. Pukotine nisu pukotine, već mikroporozna struktura snopa vlakana okomita na smjer napona, još uvijek interno povezana polimernim vlaknima. Formiranje pukotina apsorbuje veliku količinu energije.
b) Završetak pukotina i formiranje smičućeg pojasa
Druga ključna uloga elastomernih čestica je zaustavljanje pucanja. Kada pukotina naiđe na fleksibilne elastomerne čestice tokom svog širenja, polje visokog napona na njenom vrhu se otupljuje, sprječavajući da se pukotina razvije u fatalne makroskopske pukotine.
Istovremeno, koncentracija napona također izaziva smicanje u polipropilenskoj matrici. To se odnosi na relativno klizanje i preorijentaciju molekularnih lanaca polipropilena pod naponom smicanja, formirajući trake smicanja; ovaj proces također zahtijeva značajnu količinu energije.
c) Sinergijski mehanizam disipacije energije
Konačno, spolja primijenjena energija se rasipa prvenstveno kroz sljedeće puteve:
Formiranje brojnih pukotina: potrošnja energije.
Deformacija i lom samih elastomernih čestica: potrošnja energije.
Smicanje matrice: potrošnja energije.
Međufazno odvajanje: čestice elastomera se ljušte od matrice, potrošnja energije.
Ovaj proces značajno povećava rad potreban za lom materijala, što se makroskopski manifestuje kao značajno poboljšanje udarne čvrstoće i otpornosti na kidanje, a istovremeno znatno povećava i izduženje pri lomu.
2. Promjene fazne strukture: Utjecaj na ponašanje kristalizacije
Dodavanje elastomera ne djeluje samo kao fizički "aditiv", već utiče i na mikrostrukturu polipropilena.
Rafiniranje sferulita: Čestice elastomera mogu djelovati kao heterogena mjesta nukleacije, narušavajući pravilan raspored molekularnih lanaca polipropilena i uzrokujući njihovu kristalizaciju u finije, gušće strukture sferulita.
Poboljšanje međupovršinskog kontakta: Korištenjem kompatibilizatora može se poboljšati međupovršinska adhezija između elastomera i polipropilenske matrice, osiguravajući da se napon može efikasno prenijeti s matrice na čestice elastomera, čime se efikasnije induciraju pukotine i smicanje.
Specifične primjene u proizvodnji spunbond netkanih tkanina
Primjena gore navedenih principa na proizvodnju spunbond netkanih tkanina ima sljedeće efekte:
Povećana žilavost pojedinačnih vlakana:
Tokom procesa predenja, talina polipropilena koja sadrži elastomere se rasteže u vlakna. Modifikovana vlakna sama postaju čvršća. Pod utjecajem vanjske sile, vlakna su manje sklona krhkom lomu i mogu se podvrgnuti većoj plastičnoj deformaciji, apsorbirajući više energije.
Jačanje i ojačavanje strukture optičke mreže:
Tokom vrućeg valjanja armature, vlakna se spajaju u tački valjanja. Vlakna sa boljom žilavošću imaju manju vjerovatnoću da se trenutno slome u tački valjanja kada su izložena silama kidanja.
Vanjske sile mogu se efikasnije preraspodijeliti kroz mrežu vlakana. Kada je vlakno izloženo značajnom naprezanju, ono može prenijeti naprezanje na okolna vlakna putem deformacije, sprječavajući brzi kvar uzrokovan koncentracijom naprezanja.
Skorak naprijed u otpornosti na kidanje i probijanje:
Otpornost na kidanje: Kidanje je proces širenja pukotine. Čestice elastomera efikasno iniciraju i prekidaju brojne mikropukotine, sprječavajući njihovo spajanje u makroskopske pukotine, što znatno usporava proces kidanja.
Otpornost na probijanje: Probijanje je složena kombinacija udara i kidanja. Materijali visoke žilavosti mogu pretrpjeti znatno savijanje i deformaciju kada ih probije strani predmet, enkapsulirajući predmet koji se probija umjesto da bude direktno probušen.
Zaključak
Sažetak: Princip modifikacije elastomera radi poboljšanja žilavosti spunbond netkanih materijala u suštini je kombinovanje krute, ali krhke polipropilenske matrice sa mekom, visoko elastičnom gumom, konstruišući efikasan sistem za disipaciju energije unutar materijala.
Izazivanjem pukotina, prekidanjem pukotina i poticanjem smicanja putem mikroskopskih mehaničkih mehanizama, destruktivna energija (udar, kidanje) primijenjena izvana pretvara se u veliku količinu sitnog, nerazornog deformacijskog rada. Ovo makroskopski poboljšava otpornost materijala na udarce, otpornost na kidanje i izduženje pri prekidu, transformirajući spunbond netkani materijal iz "krhkog" u "žilav". Ovo je slično dodavanju čeličnih šipki u cement, što ne samo da povećava čvrstoću već, što je još važnije, pruža ključnu žilavost.
Dongguan Liansheng Non woven Technology Co., Ltd.osnovano je u maju 2020. godine. To je veliko preduzeće za proizvodnju netkanih tkanina koje integriše istraživanje i razvoj, proizvodnju i prodaju. Može proizvoditi različite boje PP spunbond netkanih tkanina širine manje od 3,2 metra, od 9 grama do 300 grama.
Vrijeme objave: 16. novembar 2025.