Olgu, selgitame üksikasjalikult elastomeeride modifitseerimise põhimõtet, et parandada vastupidavustkedratud lausriidedSee on tüüpiline näide suure jõudluse saavutamisest materjalide komposiitide abil, maksimeerides tugevusi ja minimeerides nõrkusi.
Põhimõisted: sitkus vs. haprus
Kõigepealt mõistame, mida tähendab „sitkus“. Sitkus on materjali võime energiat neelata ja plastselt deformeeruda, kuni see pinge all puruneb. Hea sitkusega materjal on nii tugev kui ka elastne ning selle purunemiseks on vaja teha märkimisväärset tööd.
Haprad materjalid (näiteks modifitseerimata polüpropüleen): Välise jõu mõjul ei ole molekulaarahelatel aega ümberpaigutamiseks, pinge koondub defektidesse, mis viib otse kiire purunemiseni ja väikese venivuseni katkemisel.
Vastupidavad materjalid: Välise jõu mõjul võivad nad anda järele ja läbida plastilise deformatsiooni, tarbides protsessis palju energiat, mistõttu nad ei purune.
Elastomeeride modifitseerimise põhieesmärk on muuta poolkristallilised polümeerid, näiteks polüpropüleen, hapra purunemiskäitumise asemel plastseks purunemiskäitumiseks.
Elastomeeride modifitseerimise üksikasjalikud põhimõtted
Põhimõtet saab mõista nii mikroskoopilisel kui ka makroskoopilisel tasandil. Tuum asub elastomeerosakestes, mis toimivad pinge kontsentratsioonipunktidena ja energia neelajatena.
1. Mikroskoopiline mehaaniline mehhanism: pragude tekkimise ja lõpetamise, nihketugevuse suurendamise
See on kõige olulisem põhimõte. Kui spunbond-kangas allutatakse välistele jõududele (näiteks rebenemine või löök), toimuvad sisemiselt järgmised protsessid:
a) Stressi koondamine ja hullumeelsuse algatamine
Elastomeerid (näiteks EPDM, POE) on tavaliselt polüpropüleenmaatriksiga kokkusobimatud või osaliselt kokkusobimatud. Seetõttu jaotuvad nad pärast segamist pisikeste hajutatud „saarekeste“ struktuuridena pidevas polüpropüleeni „mere“ faasis.
Kuna elastomeeri moodul on palju madalam kui polüpropüleenil, tekib kahe faasi vahelisel piiril väliste jõudude mõjul suur pingekontsentratsioon.
Need pingete kontsentratsioonipunktid muutuvad pragude tekkimise alguspunktideks. Pragu ei ole mitte pragu, vaid pigem pinge suunaga risti asetsev mikropoorne kiudkimpude struktuur, mis on sisemiselt ühendatud polümeerkiududega. Pragude teke neelab suure hulga energiat.
b) Pragunemise lõpp ja nihkevööndi moodustumine
Elastomeerosakeste teine põhifunktsioon on pragude tekkimise peatamine. Kui pragu levimise ajal puutub kokku painduvate elastomeerosakestega, siis selle tipus olev kõrge pingeväli nüristub, takistades pragude arenemist surmavateks makroskoopilisteks pragudeks.
Samal ajal kutsub pingekontsentratsioon esile ka polüpropüleenmaatriksi nihkejõu vähenemise. See viitab polüpropüleeni molekulaarsete ahelate suhtelisele libisemisele ja ümberorienteerumisele nihkepinge all, moodustades nihkeribasid; see protsess nõuab samuti märkimisväärset energiahulka.
c) Sünergistlik energia hajumise mehhanism
Lõppkokkuvõttes hajub väliselt rakendatud energia peamiselt järgmiste radade kaudu:
Arvukate pragude moodustamine: energiatarve.
Elastomeeriosakeste endi deformatsioon ja purunemine: energiatarve.
Maatriksi nihkevoolavus: energiatarve.
Pindadevahelise sideme eraldumine: elastomeeriosakeste koorumine maatriksi küljest, energiatarve.
See protsess suurendab oluliselt materjali purunemiseks vajalikku tööd, mis makroskoopiliselt avaldub löögitugevuse ja rebenemiskindluse olulise paranemisena, suurendades samal ajal oluliselt ka purunemisvenivust.
2. Faasistruktuuri muutused: mis mõjutavad kristalliseerumiskäitumist
Elastomeeride lisamine ei toimi mitte ainult füüsikalise "lisandina", vaid mõjutab ka polüpropüleeni mikrostruktuuri.
Sferuliitide rafineerimine: Elastomeeriosakesed võivad toimida heterogeensete tuumastumiskohtadena, häirides polüpropüleeni molekulaarsete ahelate regulaarset paigutust ja põhjustades nende kristalliseerumise peenemateks ja tihedamateks sferuliitstruktuurideks.
Liidese parandamine: Sobivusainete abil saab parandada elastomeeri ja polüpropüleenmaatriksi vahelist pindadevahelist adhesiooni, tagades pinge tõhusa ülekandmise maatriksilt elastomeeriosakestele, tekitades seeläbi tõhusamalt pragusid ja nihkejõu ribasid.
Spetsiifilised rakendused Spunbond-lausriide tootmisel
Ülaltoodud põhimõtete rakendamine spunbond-lausriide tootmisel annab järgmised tulemused:
Üksikute kiudude tugevdatud sitkus:
Ketrusprotsessi käigus venitatakse elastomeere sisaldav polüpropüleenisulam kiududeks. Modifitseeritud kiud ise muutuvad sitkemaks. Välise jõu mõjul on kiud vähem altid haprale purunemisele ja võivad läbida suurema plastilise deformatsiooni, neelates rohkem energiat.
Kiudvõrgu struktuuri tugevdamine ja karastamine:
Kuumvaltsimise ajal sulavad kiud valtsimiskohas kokku. Parema sitkusega kiud purunevad rebimisjõudude mõjul valtsimiskohas väiksema tõenäosusega koheselt.
Väliseid jõude saab kiudvõrgus tõhusamalt ümber jaotada. Kui kiud on märkimisväärse pinge all, saab see deformatsiooni kaudu pinge üle kanda ümbritsevatele kiududele, hoides ära pinge kontsentratsioonist tingitud kiire purunemise.
Hüpe edasi rebenemis- ja torkekindluses:
Rebenemiskindlus: Rebenemine on pragude leviku protsess. Elastomeeriosakesed algatavad ja lõpetavad tõhusalt arvukalt mikropragusid, takistades neil ühinemast makroskoopilisteks pragudeks, aeglustades oluliselt rebenemisprotsessi.
Torkekindlus: Torkekindlus on löögi ja rebenemise keeruline kombinatsioon. Suure tugevusega materjalid võivad võõrkeha läbistamisel läbistada ulatuslikult ja deformeeruda, kapseldades läbistava objekti selle asemel, et see otse läbi torgataks.
Kokkuvõte
Kokkuvõte: Spunbond-lausriide vastupidavuse parandamiseks mõeldud elastomeeride modifitseerimise põhimõte seisneb jäiga, kuid hapra polüpropüleenist maatriksi ühendamises pehme ja väga elastse kummiga, luues materjali sees tõhusa energia hajutamise süsteemi.
Pragude tekitamise, pragude lõpetamise ja nihkejõu soodustamise kaudu mikroskoopiliste mehaaniliste mehhanismide abil muundatakse väliselt rakendatav hävitav energia (löök, rebenemine) suureks hulgaks pisikeseks, mittepurustavaks deformatsioonitööks. See parandab makroskoopiliselt materjali löögikindlust, rebenemiskindlust ja katkevenivust, muutes kedratud lausriide „habrast“ „vastupidavaks“. See sarnaneb terasvarraste lisamisega tsemendile, mis mitte ainult ei suurenda tugevust, vaid mis veelgi olulisem, annab olulise sitkuse.
Dongguan Liansheng mittekootud Technology Co., Ltd.asutati 2020. aasta mais. See on suuremahuline lausriide tootmise ettevõte, mis ühendab teadus- ja arendustegevuse, tootmise ja müügi. See suudab toota erinevat värvi PP spunbond-lausriideid laiusega alla 3,2 meetri, kaaluga 9 grammist kuni 300 grammini.
Postituse aeg: 16. november 2025