D'acord, expliquem detalladament el principi de la modificació de l'elastòmer per millorar la tenacitat deteixits no teixits spunbondAquest és un exemple típic d'aconseguir un alt rendiment "maximitzant els punts forts i minimitzant els punts febles" mitjançant materials compostos.
Conceptes bàsics: Tenacitat vs. Fragilitat
Primer, entenem la "tenacitat". La tenacitat és la capacitat d'un material per absorbir energia i patir deformació plàstica fins que es fractura sota tensió. Un material amb bona tenacitat és fort i resilient, i requereix una quantitat significativa de treball per fracturar-se.
Materials fràgils (com el polipropilè sense modificar): Sota una força externa, les cadenes moleculars no tenen temps de reorganitzar-se, la tensió es concentra en els defectes, cosa que provoca directament una fractura ràpida i un baix allargament a la ruptura.
Materials resistents: Sota una força externa, poden cedir i patir deformació plàstica, consumint una gran quantitat d'energia en el procés, resistint així la fractura.
L'objectiu principal de la modificació d'elastòmers és transformar polímers semicristal·lins com el polipropilè d'un comportament de fractura fràgil a un comportament de fractura dúctil.
Principis detallats de la modificació d'elastòmers
El principi es pot entendre tant a nivell microscòpic com macroscòpic. El nucli rau en les partícules d'elastòmer que actuen com a punts de concentració d'estrès i absorbents d'energia.
1. Mecanisme mecànic microscòpic: inducció i terminació de les esquerdes, promoció del rendiment de cisallament
Aquest és el principi més crucial. Quan el teixit spunbond se sotmet a forces externes (com ara esquinçament o impacte), es produeixen els processos següents internament:
a) Concentració d'estrès i inici de la craqueig
Els elastòmers (com ara EPDM, POE) solen ser incompatibles o parcialment compatibles amb la matriu de polipropilè. Per tant, després de la barreja, es distribueixen com a petites estructures "illes" disperses dins d'una fase "marina" contínua de polipropilè.
Com que el mòdul de l'elastòmer és molt inferior al del polipropilè, es produeix una gran concentració d'estrès a la interfície entre les dues fases quan se sotmet a forces externes.
Aquests punts de concentració d'estrès esdevenen els punts d'inici de l'esquerdament. L'esquerdament no és una esquerda, sinó una estructura de feix de fibres microporoses perpendicular a la direcció de l'estrès, encara connectada internament per fibres de polímer. La formació d'esquerdaments absorbeix una gran quantitat d'energia.
b) Terminació de les esquerdes i formació de bandes de cisallament
La segona funció clau de les partícules d'elastòmer és la d'aturar l'esquerdament. Quan l'esquerdament troba partícules d'elastòmer flexibles durant la seva propagació, el camp d'alta tensió a la seva punta es veu esmorteït, cosa que evita que l'esquerdament es converteixi en esquerdes macroscòpiques fatals.
Simultàniament, la concentració d'estrès també indueix un rendiment per cisallament a la matriu de polipropilè. Això es refereix al lliscament relatiu i la reorientació de les cadenes moleculars de polipropilè sota tensió de cisallament, formant bandes de cisallament; aquest procés també requereix una quantitat significativa d'energia.
c) Mecanisme sinèrgic de dissipació d'energia
Finalment, l'energia aplicada externament es dissipa principalment a través de les vies següents:
Formació de nombroses esquerdes: consum d'energia.
Deformació i fractura de les pròpies partícules d'elastòmer: consum d'energia.
Elasticitat lícita de la matriu per cisallament: consum d'energia.
Desenganxament interfacial: les partícules d'elastòmer es desprenen de la matriu, consum d'energia.
Aquest procés augmenta significativament el treball necessari per a la fractura del material, cosa que es manifesta macroscòpicament com una millora significativa en la resistència a l'impacte i la resistència a l'esquinçament, alhora que augmenta substancialment l'elongació a la ruptura.
2. Canvis en l'estructura de fase: que afecten el comportament de cristal·lització
L'addició d'elastòmers no només actua com un "additiu" físic, sinó que també afecta la microestructura del polipropilè.
Refinament d'esferulites: Les partícules d'elastòmer poden actuar com a llocs de nucleació heterogenis, alterant la disposició regular de les cadenes moleculars de polipropilè i fent que cristal·litzin en estructures d'esferulites més fines i denses.
Millora de la interfície: Mitjançant l'ús de compatibilitzadors, es pot millorar l'adhesió interfacial entre l'elastòmer i la matriu de polipropilè, garantint que la tensió es pugui transferir eficaçment de la matriu a les partícules d'elastòmer, induint així més eficaçment esquerdes i bandes de cisallament.
Aplicacions específiques en la producció de teixits no teixits Spunbond
L'aplicació dels principis anteriors a la producció de teixits no teixits spunbond té els efectes següents:
Resistència millorada de les fibres individuals:
Durant el procés de filatura, la massa fosa de polipropilè que conté elastòmers s'estira en fibres. Les fibres modificades es tornen més dures. Sota una força externa, les fibres són menys propenses a la fractura fràgil i poden patir una major deformació plàstica, absorbint més energia.
Enfortiment i reforç de l'estructura de la xarxa de fibra:
Durant el reforç per laminació en calent, les fibres es fusionen al punt de laminació. Les fibres amb millor tenacitat tenen menys probabilitats de trencar-se instantàniament al punt de laminació quan se sotmeten a forces d'esquinçament.
Les forces externes es poden redistribuir de manera més eficaç per tota la xarxa de fibres. Quan una fibra està sotmesa a una tensió significativa, pot transferir la tensió a les fibres circumdants mitjançant la deformació, evitant una fallada ràpida causada per la concentració d'estrès.
Un pas endavant en la resistència a les esquinçades i les punxades:
Resistència a l'esquinçament: L'esquinçament és el procés de propagació de les esquerdes. Les partícules d'elastòmer inicien i acaben de manera efectiva nombroses microesquerdes, evitant que es coalesquin en esquerdes macroscòpiques, cosa que alenteix considerablement el procés d'esquinçament.
Resistència a la perforació: La perforació és una combinació complexa d'impacte i esquinçament. Els materials d'alta tenacitat poden patir una fluència i deformació importants quan un objecte estrany perfora, encapsulant l'objecte perforant en lloc de ser perforat directament.
Conclusió
Resum: El principi de la modificació d'elastòmers per millorar la resistència dels teixits no teixits spunbond és essencialment combinar una matriu de polipropilè rígida però fràgil amb un cautxú suau i altament elàstic, construint un sistema de dissipació d'energia eficient dins del material.
En induir esquerdes, acabar amb esquerdes i promoure la cessió per cisallament mitjançant mecanismes mecànics microscòpics, l'energia destructiva (impacte, esquinçament) aplicada externament es converteix en una gran quantitat de treball de deformació minúscul i no destructiu. Això millora macroscòpicament la resistència a l'impacte, la resistència a l'esquinçament i l'allargament a la ruptura del material, transformant el teixit no teixit filat de "fràgil" a "resistent". Això és similar a afegir barres d'acer al ciment, que no només augmenta la resistència sinó, el que és més important, proporciona una tenacitat crucial.
Dongguan Liansheng no teixit Technology Co., Ltd.es va establir el maig de 2020. És una empresa de producció de teixits no teixits a gran escala que integra recerca i desenvolupament, producció i vendes. Pot produir diversos colors de teixits no teixits de PP spunbond amb una amplada inferior a 3,2 metres, des de 9 grams fins a 300 grams.
Data de publicació: 16 de novembre de 2025