De acordo, expliquemos en detalle o principio da modificación do elastómero para mellorar a tenacidade detecidos non tecidos spunbondEste é un exemplo típico de como acadar un alto rendemento "maximizando as fortalezas e minimizando as debilidades" mediante materiais compostos.
Conceptos básicos: Tenacidade vs. Fraxilidade
Primeiro, entendamos a "tenacidade". A tenacidade é a capacidade dun material para absorber enerxía e sufrir deformación plástica ata que se fractura baixo tensión. Un material con boa tenacidade é forte e resiliente, o que require unha cantidade significativa de traballo para fracturarse.
Materiais fráxiles (como o polipropileno sen modificar): baixo unha forza externa, as cadeas moleculares non teñen tempo de reorganizarse, a tensión concéntrase nos defectos, o que leva directamente a unha fractura rápida e a un baixo alongamento na rotura.
Materiais resistentes: baixo a influencia dunha forza externa, poden ceder e sufrir deformación plástica, consumindo unha gran cantidade de enerxía no proceso, o que resistir a fractura.
O propósito principal da modificación de elastómeros é transformar polímeros semicristalinos como o polipropileno dun comportamento de fractura fráxil a un comportamento de fractura dúctil.
Principios detallados da modificación de elastómeros
O principio pódese comprender tanto a nivel microscópico como macroscópico. O núcleo reside nas partículas de elastómero que actúan como puntos de concentración de tensión e absorbentes de enerxía.
1. Mecanismo mecánico microscópico: indución e terminación da fenda, promoción do rendemento por cizallamento
Este é o principio máis crucial. Cando o tecido spunbond se somete a forzas externas (como rasgaduras ou impactos), prodúcense internamente os seguintes procesos:
a) Concentración de estrés e inicio da tose
Os elastómeros (como o EPDM e o POE) adoitan ser incompatibles ou parcialmente compatibles coa matriz de polipropileno. Polo tanto, despois da mestura, distribúense como pequenas estruturas "illas" dispersas dentro dunha fase "mar" continua de polipropileno.
Dado que o módulo do elastómero é moito menor que o do polipropileno, prodúcese unha gran concentración de tensión na interface entre as dúas fases cando se somete a forzas externas.
Estes puntos de concentración de tensión convértense nos puntos de inicio da fenda. A fenda non é unha fenda, senón unha estrutura de feixe de fibras microporosas perpendicular á dirección da tensión, aínda conectada internamente por fibras de polímero. A formación de fenda absorbe unha gran cantidade de enerxía.
b) Terminación de gretas e formación de bandas de corte
A segunda función clave das partículas de elastómero é deter a fenda. Cando a fenda atopa partículas de elastómero flexibles durante a súa propagación, o campo de alta tensión na súa punta redúcese, o que impide que a fenda se desenvolva en fendas macroscópicas fatais.
Simultaneamente, a concentración de tensión tamén induce a cedencia por cizallamento na matriz de polipropileno. Isto refírese ao deslizamento relativo e á reorientación das cadeas moleculares de polipropileno baixo tensión de cizallamento, formando bandas de cizallamento; este proceso tamén require unha cantidade significativa de enerxía.
c) Mecanismo sinérxico de disipación de enerxía
En definitiva, a enerxía aplicada externamente disípase principalmente a través das seguintes vías:
Formando numerosas gretas: consumo de enerxía.
Deformación e fractura das propias partículas de elastómero: consumo de enerxía.
Cedimento por cizallamento da matriz: consumo de enerxía.
Desprendimento interfacial: as partículas de elastómero se desprenden da matriz, consumo de enerxía.
Este proceso aumenta significativamente o traballo necesario para a fractura do material, o que se manifesta macroscopicamente como unha mellora significativa na resistencia ao impacto e á rotura, ao tempo que aumenta substancialmente o alongamento na rotura.
2. Cambios na estrutura de fases: que afectan o comportamento de cristalización
A adición de elastómeros non só actúa como un "aditivo" físico, senón que tamén afecta á microestrutura do polipropileno.
Refinación de esferulitas: as partículas de elastómero poden actuar como sitios de nucleación heteroxéneos, interrompendo a disposición regular das cadeas moleculares de polipropileno e facendo que cristalicen en estruturas de esferulitas máis finas e densas.
Mellora da interface: Mediante o uso de compatibilizadores, pódese mellorar a adhesión interfacial entre o elastómero e a matriz de polipropileno, garantindo que a tensión se poida transferir eficazmente da matriz ás partículas de elastómero, inducindo así de forma máis eficaz gretas e bandas de cizallamento.
Aplicacións específicas na produción de tecidos non tecidos Spunbond
A aplicación dos principios anteriores á produción de tecidos non tecidos spunbond ten os seguintes efectos:
Tenacidade mellorada das fibras individuais:
Durante o proceso de fiado, a masa fundida de polipropileno que contén elastómeros estírase en fibras. As fibras modificadas fanse máis resistentes. Baixo unha forza externa, as fibras son menos propensas á fractura fráxil e poden sufrir unha maior deformación plástica, absorbendo máis enerxía.
Fortalecemento e endurecemento da estrutura da rede de fibra:
Durante o reforzo por laminación en quente, as fibras fusiónanse no punto de laminación. As fibras con mellor tenacidade teñen menos probabilidades de romperse instantaneamente no punto de laminación cando se someten a forzas de desgarro.
As forzas externas pódense redistribuír de forma máis eficaz por toda a rede de fibras. Cando unha fibra se somete a unha tensión significativa, pode transferir a tensión ás fibras circundantes mediante a deformación, o que evita unha falla rápida causada pola concentración de tensións.
Un salto adiante na resistencia ao desgarro e á perforación:
Resistencia ao desgarro: O desgarro é o proceso de propagación de fisuras. As partículas de elastómero inician e terminan eficazmente numerosas microfisuras, o que impide que se coalescan en fisuras macroscópicas, o que ralentiza considerablemente o proceso de desgarro.
Resistencia á perforación: A perforación é unha combinación complexa de impacto e desgarro. Os materiais de alta tenacidade poden sufrir unha ampla cedencia e deformación cando un obxecto alleo perfora, encapsulando o obxecto perforante en lugar de ser perforado directamente.
Conclusión
Resumo: O principio da modificación dos elastómeros para mellorar a tenacidade dos tecidos non tecidos spunbond é esencialmente combinar unha matriz de polipropileno ríxida pero fráxil cun caucho brando e altamente elástico, construíndo un sistema eficiente de disipación de enerxía dentro do material.
Ao inducir gretas, rematar fendas e promover a cedencia por cizallamento mediante mecanismos mecánicos microscópicos, a enerxía destrutiva (impacto, rasgadura) aplicada externamente convértese nunha gran cantidade de traballo de deformación diminuto e non destrutivo. Isto mellora macroscopicamente a resistencia ao impacto, a resistencia ao rasgadura e o alongamento na rotura do material, transformando o tecido non tecido spunbond de "fráxil" a "resistente". Isto é similar a engadir barras de aceiro ao cemento, o que non só aumenta a resistencia senón, o que é máis importante, proporciona unha tenacidade crucial.
Dongguan Liansheng Non woven Technology Co., Ltd.foi fundada en maio de 2020. É unha empresa de produción de tecidos non tecidos a grande escala que integra investigación e desenvolvemento, produción e vendas. Pode producir tecidos non tecidos de PP spunbond de varias cores cun ancho inferior a 3,2 metros, desde 9 gramos ata 300 gramos.
Data de publicación: 16 de novembro de 2025