इलास्टोमर संशोधन के माध्यम से स्पनबॉन्ड नॉनवॉवन कपड़ों की मजबूती में सुधार के सिद्धांत पर विस्तार से चर्चा करें

ठीक है, आइए इलास्टोमर की मजबूती में सुधार के लिए संशोधन के सिद्धांत को विस्तार से समझाएं।स्पनबॉन्ड गैर-बुने हुए कपड़ेयह सामग्री संयोजनों के माध्यम से “शक्तियों को अधिकतम और कमजोरियों को न्यूनतम करके” उच्च प्रदर्शन प्राप्त करने का एक विशिष्ट उदाहरण है।

मुख्य अवधारणाएँ: कठोरता बनाम भंगुरता

सबसे पहले, आइए "दृढ़ता" को समझें। कठोरता किसी पदार्थ की ऊर्जा अवशोषित करने और तनाव के कारण टूटने तक प्लास्टिक विरूपण से गुजरने की क्षमता है। अच्छी कठोरता वाला पदार्थ मज़बूत और लचीला दोनों होता है, जिसे टूटने के लिए काफ़ी मेहनत की ज़रूरत होती है।

भंगुर पदार्थ (जैसे असंशोधित पॉलीप्रोपाइलीन): बाह्य बल के अंतर्गत, आणविक श्रृंखलाओं को पुनर्व्यवस्थित होने का समय नहीं मिलता, तनाव दोषों पर केंद्रित हो जाता है, जिससे सीधे तौर पर तीव्र फ्रैक्चर होता है और टूटने पर कम बढ़ाव होता है।

कठोर सामग्री: बाहरी बल के प्रभाव में, वे झुक सकती हैं और प्लास्टिक विरूपण से गुजर सकती हैं, इस प्रक्रिया में बड़ी मात्रा में ऊर्जा की खपत होती है, इस प्रकार वे टूटने का प्रतिरोध करती हैं।

इलास्टोमर संशोधन का मुख्य उद्देश्य पॉलीप्रोपाइलीन जैसे अर्ध-क्रिस्टलीय पॉलिमर को भंगुर फ्रैक्चर व्यवहार से तन्य फ्रैक्चर व्यवहार में परिवर्तित करना है।

इलास्टोमर संशोधन के विस्तृत सिद्धांत

इस सिद्धांत को सूक्ष्म और स्थूल, दोनों स्तरों से समझा जा सकता है। इसका मूल इलास्टोमर कणों में निहित है जो प्रतिबल संकेन्द्रण बिंदु और ऊर्जा अवशोषक के रूप में कार्य करते हैं।

1. सूक्ष्म यांत्रिक तंत्र: क्रेज़िंग का प्रेरण और समापन, कतरनी उपज का संवर्धन

यह सबसे महत्वपूर्ण सिद्धांत है। जब स्पनबॉन्ड कपड़े पर बाहरी बल (जैसे फटना या टकराना) लगाया जाता है, तो आंतरिक रूप से निम्नलिखित प्रक्रियाएँ होती हैं:

a) तनाव एकाग्रता और क्रेज़िंग आरंभ

इलास्टोमर्स (जैसे ईपीडीएम, पीओई) आमतौर पर पॉलीप्रोपाइलीन मैट्रिक्स के साथ असंगत या आंशिक रूप से संगत होते हैं। इसलिए, मिश्रण के बाद, वे एक सतत पॉलीप्रोपाइलीन "समुद्री" चरण के भीतर सूक्ष्म, बिखरे हुए "द्वीप" संरचनाओं के रूप में वितरित होते हैं।

चूंकि इलास्टोमर का मापांक पॉलीप्रोपाइलीन की तुलना में बहुत कम है, इसलिए बाहरी बलों के अधीन होने पर दो चरणों के बीच इंटरफेस पर एक बड़ा तनाव संकेंद्रण होता है।

ये प्रतिबल संकेन्द्रण बिंदु क्रेज़िंग के आरंभिक बिंदु बन जाते हैं। क्रेज़िंग कोई दरार नहीं है, बल्कि प्रतिबल दिशा के लंबवत एक सूक्ष्म-छिद्रित रेशेदार बंडल संरचना है, जो आंतरिक रूप से बहुलक रेशों से जुड़ी होती है। क्रेज़िंग के निर्माण में बड़ी मात्रा में ऊर्जा अवशोषित होती है।

ख) क्रेज़िंग टर्मिनेशन और शियर बैंड फॉर्मेशन

इलास्टोमर कणों की दूसरी प्रमुख भूमिका क्रेज़िंग को समाप्त करना है। जब क्रेज़िंग अपने प्रसार के दौरान लचीले इलास्टोमर कणों से टकराती है, तो उसके सिरे पर उच्च तनाव क्षेत्र कुंद हो जाता है, जिससे क्रेज़िंग घातक स्थूल दरारों में विकसित होने से बच जाती है।

साथ ही, प्रतिबल सांद्रण पॉलीप्रोपाइलीन मैट्रिक्स में अपरूपण पराभव को भी प्रेरित करता है। यह अपरूपण प्रतिबल के अंतर्गत पॉलीप्रोपाइलीन आण्विक श्रृंखलाओं के सापेक्षिक फिसलन और पुनर्विन्यास को संदर्भित करता है, जिससे अपरूपण पट्टियाँ बनती हैं; इस प्रक्रिया के लिए भी महत्वपूर्ण मात्रा में ऊर्जा की आवश्यकता होती है।

c) सहक्रियात्मक ऊर्जा अपव्यय तंत्र

अंततः, बाह्य रूप से प्रयुक्त ऊर्जा मुख्यतः निम्नलिखित मार्गों से नष्ट होती है:

कई crazing गठन: ऊर्जा की खपत.

इलास्टोमर कणों का विरूपण और फ्रैक्चर: ऊर्जा खपत।

मैट्रिक्स की कतरनी उपज: ऊर्जा खपत।

इंटरफेसियल डिबॉन्डिंग: मैट्रिक्स से इलास्टोमर कणों का छिलना, ऊर्जा की खपत।

यह प्रक्रिया सामग्री के विखंडन के लिए आवश्यक कार्य को महत्वपूर्ण रूप से बढ़ा देती है, जो कि प्रभाव शक्ति और विदारण प्रतिरोध में महत्वपूर्ण सुधार के रूप में स्थूल रूप से प्रकट होता है, साथ ही टूटने पर बढ़ाव में भी पर्याप्त वृद्धि करता है।

2. चरण संरचना परिवर्तन: क्रिस्टलीकरण व्यवहार को प्रभावित करना

इलास्टोमर्स का जोड़ न केवल एक भौतिक "योजक" के रूप में कार्य करता है, बल्कि पॉलीप्रोपाइलीन की सूक्ष्म संरचना को भी प्रभावित करता है।

स्फेरुलाइट्स का शोधन: इलास्टोमर कण विषम नाभिकीकरण स्थलों के रूप में कार्य कर सकते हैं, जो पॉलीप्रोपाइलीन आणविक श्रृंखलाओं की नियमित व्यवस्था को बाधित करते हैं और उन्हें महीन, सघन स्फेरुलाइट संरचनाओं में क्रिस्टलीकृत कर देते हैं।

इंटरफेस में सुधार: कम्पैटिबिलाइजर्स का उपयोग करके, इलास्टोमर और पॉलीप्रोपाइलीन मैट्रिक्स के बीच इंटरफेसियल आसंजन में सुधार किया जा सकता है, जिससे यह सुनिश्चित होता है कि तनाव को मैट्रिक्स से इलास्टोमर कणों में प्रभावी ढंग से स्थानांतरित किया जा सकता है, जिससे क्रेज़ और कतरनी बैंडिंग को अधिक प्रभावी ढंग से प्रेरित किया जा सकता है।

स्पनबॉन्ड नॉनवॉवन फैब्रिक उत्पादन में विशिष्ट अनुप्रयोग

स्पनबॉन्ड नॉनवोवन कपड़ों के उत्पादन में उपरोक्त सिद्धांतों को लागू करने से निम्नलिखित प्रभाव होते हैं:

व्यक्तिगत फाइबर की बढ़ी हुई कठोरता:

कताई प्रक्रिया के दौरान, इलास्टोमर्स युक्त पॉलीप्रोपाइलीन पिघल को रेशों में खींचा जाता है। ये संशोधित रेशे स्वयं अधिक मज़बूत हो जाते हैं। बाहरी बल के प्रभाव में, रेशों में भंगुर विखंडन की संभावना कम होती है और वे अधिक प्लास्टिक विरूपण से गुज़र सकते हैं, जिससे अधिक ऊर्जा अवशोषित होती है।

फाइबर नेटवर्क संरचना को सुदृढ़ एवं मजबूत बनाना:

गर्म रोलिंग सुदृढीकरण के दौरान, रेशे रोलिंग बिंदु पर जुड़ जाते हैं। बेहतर दृढ़ता वाले रेशों के विदारक बलों के अधीन होने पर रोलिंग बिंदु पर तुरंत टूटने की संभावना कम होती है।

बाह्य बलों को पूरे फाइबर नेटवर्क में अधिक प्रभावी ढंग से पुनर्वितरित किया जा सकता है। जब किसी फाइबर पर अत्यधिक तनाव पड़ता है, तो वह विरूपण के माध्यम से तनाव को आसपास के फाइबर में स्थानांतरित कर सकता है, जिससे तनाव संकेंद्रण के कारण होने वाली तीव्र विफलता को रोका जा सकता है।

फाड़ और छिद्र प्रतिरोध में एक छलांग आगे:

विदारण प्रतिरोध: विदारण दरारों के प्रसार की प्रक्रिया है। इलास्टोमर कण असंख्य सूक्ष्म दरारों को प्रभावी ढंग से आरंभ और समाप्त करते हैं, उन्हें स्थूल दरारों में परिवर्तित होने से रोकते हैं, जिससे विदारण प्रक्रिया बहुत धीमी हो जाती है।

पंचर प्रतिरोध: पंचर प्रभाव और फटने का एक जटिल संयोजन है। उच्च-दृढ़ता वाली सामग्री में व्यापक लचीलापन और विरूपण हो सकता है जब कोई बाहरी वस्तु छेद करती है, जिससे सीधे पंचर होने के बजाय, छेदने वाली वस्तु उसमें समा जाती है।

निष्कर्ष

सारांश: स्पनबॉन्ड नॉनवोवन की कठोरता में सुधार करने के लिए इलास्टोमर संशोधन का सिद्धांत अनिवार्य रूप से एक कठोर लेकिन भंगुर पॉलीप्रोपाइलीन मैट्रिक्स को एक नरम, अत्यधिक लोचदार रबर के साथ संयोजित करना है, जिससे सामग्री के भीतर एक कुशल ऊर्जा अपव्यय प्रणाली का निर्माण होता है।

सूक्ष्म यांत्रिक प्रक्रियाओं के माध्यम से क्रेज़िंग उत्पन्न करके, दरारों को समाप्त करके, और अपरूपण क्षमता को बढ़ाकर, बाहरी रूप से लगाई गई विनाशकारी ऊर्जा (प्रभाव, विदारण) को सूक्ष्म, अविनाशी विरूपण कार्य की एक बड़ी मात्रा में परिवर्तित कर दिया जाता है। यह स्थूल रूप से सामग्री के प्रभाव प्रतिरोध, विदारण प्रतिरोध, और टूटने पर विस्तार को बेहतर बनाता है, जिससे स्पनबॉन्ड नॉनवॉवन कपड़ा "नाज़ुक" से "मज़बूत" में बदल जाता है। यह सीमेंट में स्टील की छड़ें मिलाने जैसा है, जो न केवल मज़बूती बढ़ाता है, बल्कि इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि यह महत्वपूर्ण कठोरता प्रदान करता है।

डोंगगुआन लियानशेंग गैर बुना प्रौद्योगिकी कंपनी लिमिटेडमई 2020 में स्थापित, यह एक बड़े पैमाने पर गैर-बुने हुए कपड़े का उत्पादन उद्यम है जो अनुसंधान एवं विकास, उत्पादन और बिक्री को एकीकृत करता है। यह 9 ग्राम से 300 ग्राम तक, 3.2 मीटर से कम चौड़ाई वाले विभिन्न रंगों के पीपी स्पनबॉन्ड गैर-बुने हुए कपड़े का उत्पादन कर सकता है।