Okay, lad os forklare princippet bag elastomermodifikation for at forbedre sejheden afspunbond nonwoven-stofferDette er et typisk eksempel på at opnå høj ydeevne ved at "maksimere styrker og minimere svagheder" gennem materialekompositter.
Kernebegreber: Sejhed vs. sprødhed
Lad os først forstå "sejhed". Sejhed er et materiales evne til at absorbere energi og undergå plastisk deformation, indtil det brister under belastning. Et materiale med god sejhed er både stærkt og elastisk, hvilket kræver en betydelig mængde arbejde for at briste.
Sprøde materialer (såsom umodificeret polypropylen): Under ydre påvirkning har molekylkæderne ikke tid til at omorganisere sig, spændingen koncentreres ved defekter, hvilket direkte fører til hurtig brud og lav brudforlængelse.
Hårde materialer: Under ydre påvirkning kan de give efter og undergå plastisk deformation, hvilket forbruger en stor mængde energi i processen og dermed modstår brud.
Kerneformålet med elastomermodifikation er at transformere semikrystallinske polymerer som polypropylen fra sprød brudadfærd til duktil brudadfærd.
Detaljerede principper for elastomermodifikation
Princippet kan forstås fra både mikroskopisk og makroskopisk niveau. Kernen ligger i elastomerpartiklerne, der fungerer som spændingskoncentrationspunkter og energiabsorbenter.
1. Mikroskopisk mekanisk mekanisme: Induktion og afslutning af revner, fremme af forskydningsudbytte
Dette er det mest afgørende princip. Når spunbond-stof udsættes for eksterne kræfter (såsom rivning eller stød), sker følgende processer internt:
a) Stresskoncentration og initiering af crazing
Elastomerer (såsom EPDM, POE) er typisk inkompatible eller delvist kompatible med polypropylenmatrixen. Derfor fordeles de efter blanding som små, spredte "ø"-strukturer i en kontinuerlig polypropylen-"hav"-fase.
Da elastomerens modul er meget lavere end polypropylens, opstår der en stor spændingskoncentration ved grænsefladen mellem de to faser, når de udsættes for eksterne kræfter.
Disse spændingskoncentrationspunkter bliver initieringspunkterne for revnedannelse. Revnedannelse er ikke en revne, men snarere en mikroporøs fiberbundtstruktur vinkelret på spændingsretningen, stadig forbundet internt af polymerfibre. Dannelsen af revnedannelse absorberer en stor mængde energi.
b) Revneafslutning og dannelse af forskydningsbånd
Elastomerpartiklernes anden nøglerolle er at stoppe krakelering. Når krakelering møder fleksible elastomerpartikler under sin udbredelse, afstumpes højspændingsfeltet ved spidsen, hvilket forhindrer krakeleringen i at udvikle sig til fatale makroskopiske revner.
Samtidig inducerer spændingskoncentration også forskydningsflydning i polypropylenmatrixen. Dette refererer til den relative glidning og reorientering af polypropylenmolekylkæder under forskydningsspænding, hvilket danner forskydningsbånd; denne proces kræver også en betydelig mængde energi.
c) Synergistisk energidissipationsmekanisme
I sidste ende spredes den eksternt tilførte energi primært gennem følgende veje:
Dannelse af talrige revner: energiforbrug.
Deformation og brud på selve elastomerpartiklerne: energiforbrug.
Forskydningsudbytte af matrixen: energiforbrug.
Grænsefladeafbinding: elastomerpartiklerne afskalning fra matrixen, energiforbrug.
Denne proces øger betydeligt det arbejde, der kræves for materialebrud, hvilket makroskopisk manifesterer sig som en betydelig forbedring af slagstyrke og rivemodstand, samtidig med at den øger brudforlængelsen væsentligt.
2. Ændringer i fasestruktur: Påvirkning af krystallisationsadfærd
Tilsætningen af elastomerer fungerer ikke kun som et fysisk "additiv", men påvirker også polypropylens mikrostruktur.
Raffinering af sfærulitter: Elastomerpartikler kan fungere som heterogene kimdannelsessteder, forstyrre den regelmæssige arrangement af polypropylenmolekylkæder og få dem til at krystallisere til finere, tættere sfærulitstrukturer.
Forbedring af grænsefladen: Ved at bruge kompatibilisatorer kan grænsefladeadhæsionen mellem elastomeren og polypropylenmatrixen forbedres, hvilket sikrer, at spændinger effektivt kan overføres fra matrixen til elastomerpartiklerne, hvorved der mere effektivt fremkaldes revner og forskydningsbånddannelse.
Specifikke anvendelser i produktion af spunbond-nonwoven-stof
Anvendelse af ovenstående principper til produktion af spunbond-nonwoven-stoffer har følgende effekter:
Forbedret sejhed af individuelle fibre:
Under spindeprocessen strækkes polypropylensmelten, der indeholder elastomerer, til fibre. De modificerede fibre bliver selv hårdere. Under ydre påvirkning er fibrene mindre tilbøjelige til sprødbrud og kan undergå større plastisk deformation, hvilket absorberer mere energi.
Styrkelse og hærdning af fibernetværksstrukturen:
Under varmvalsningsforstærkning smelter fibrene sammen ved valsepunktet. Fibre med bedre sejhed er mindre tilbøjelige til at bryde øjeblikkeligt ved valsepunktet, når de udsættes for rivekræfter.
Eksterne kræfter kan omfordeles mere effektivt i hele fibernetværket. Når en fiber udsættes for betydelig belastning, kan den overføre belastningen til de omkringliggende fibre gennem deformation, hvilket forhindrer hurtig svigt forårsaget af belastningskoncentration.
Et spring fremad inden for rive- og punkteringsmodstand:
Rivemodstand: Rivning er processen med revneudbredelse. Elastomerpartikler initierer og afslutter effektivt adskillige mikrorevner, hvilket forhindrer dem i at smelte sammen til makroskopiske revner, hvilket i høj grad forsinker riveprocessen.
Modstand mod punktering: Punktering er en kompleks kombination af slag og rivning. Materialer med høj sejhed kan undergå omfattende fjedring og deformation, når et fremmedlegeme gennemborer det, hvilket indkapsler det gennemborende objekt i stedet for at blive direkte punkteret.
Konklusion
Resumé: Princippet bag elastomermodifikation for at forbedre sejheden af spunbond nonwovens er i bund og grund at kombinere en stiv, men sprød polypropylenmatrix med en blød, meget elastisk gummi, hvilket skaber et effektivt energiafledningssystem i materialet.
Ved at fremkalde krakeleringer, afslutte revner og fremme forskydningsfriktion gennem mikroskopiske mekaniske mekanismer, omdannes den destruktive energi (slag, rivning), der påføres eksternt, til en stor mængde lille, ikke-destruktiv deformationsarbejde. Dette forbedrer makroskopisk materialets slagfasthed, rivestyrke og brudforlængelse, hvilket omdanner spunbond nonwoven-stof fra "skrøbeligt" til "sejt". Dette svarer til at tilføje stålstænger til cement, hvilket ikke kun øger styrken, men, endnu vigtigere, giver afgørende sejhed.
Dongguan Liansheng Non woven Technology Co., Ltd.blev etableret i maj 2020. Det er en storstilet produktionsvirksomhed inden for non-woven stof, der integrerer forskning og udvikling, produktion og salg. Den kan producere forskellige farver af PP spunbond non-woven stof med en bredde på mindre end 3,2 meter fra 9 gram til 300 gram.
Opslagstidspunkt: 16. november 2025