ელასტომერის მოდიფიკაციის გზით დაწნული უქსოვი ქსოვილების სიმტკიცის გაუმჯობესების პრინციპის დაწვრილებით განხილვა.

კარგი, მოდით დეტალურად ავხსნათ ელასტომერის მოდიფიკაციის პრინციპი სიმტკიცის გასაუმჯობესებლადსპუნბონდ უქსოვი ქსოვილებიეს არის მაღალი ხარისხის მიღწევის ტიპური მაგალითი მატერიალური კომპოზიტების მეშვეობით „ძლიერი მხარეების მაქსიმიზაციისა და სისუსტეების მინიმიზაციის“ გზით.

ძირითადი კონცეფციები: სიმტკიცე vs. სიმყიფე

პირველ რიგში, მოდით გავიგოთ, რა არის „სიმტკიცე“. სიმტკიცე არის მასალის უნარი, შთანთქოს ენერგია და განიცადოს პლასტიკური დეფორმაცია მანამ, სანამ დაძაბულობის ქვეშ არ გაიბზარება. კარგი სიმტკიცის მქონე მასალა არის როგორც მტკიცე, ასევე ელასტიური, რაც მოითხოვს მნიშვნელოვანი რაოდენობის მუშაობას მის გასაბზარად.

მყიფე მასალები (მაგალითად, არამოდიფიცირებული პოლიპროპილენი): გარე ძალის ზემოქმედების ქვეშ მოლეკულურ ჯაჭვებს არ აქვთ გადალაგების დრო, დაძაბულობა კონცენტრირდება დეფექტებზე, რაც პირდაპირ იწვევს სწრაფ მოტეხილობას და დაბალ წაგრძელებას მოტეხილობის დროს.

გამძლე მასალები: გარე ძალის ზემოქმედების ქვეშ მათ შეუძლიათ დეფორმაცია და პლასტიკური დეფორმაცია, რაც ამ პროცესში დიდი რაოდენობით ენერგიის მოხმარებას იწვევს და რითაც წინააღმდეგობას უწევს მოტეხილობას.

ელასტომერის მოდიფიკაციის ძირითადი მიზანია ნახევრადკრისტალური პოლიმერების, როგორიცაა პოლიპროპილენი, გარდაქმნა მყიფე მოტეხილობის ქცევიდან დრეკად მოტეხილობის ქცევად.

ელასტომერის მოდიფიკაციის დეტალური პრინციპები

პრინციპის გაგება შესაძლებელია როგორც მიკროსკოპული, ასევე მაკროსკოპული დონიდან. ბირთვი ელასტომერის ნაწილაკებშია, რომლებიც სტრესის კონცენტრაციის წერტილებისა და ენერგიის შთამნთქმელების როლს ასრულებენ.

1. მიკროსკოპული მექანიკური მექანიზმი: ბზარების წარმოქმნის ინდუქცია და შეწყვეტა, ძვრის სარგებლის გაზრდა

ეს ყველაზე მნიშვნელოვანი პრინციპია. როდესაც დაწნული ქსოვილი გარე ძალების (მაგალითად, გახევის ან დარტყმის) ზემოქმედების ქვეშ მოექცევა, შინაგანად შემდეგი პროცესები ხდება:

ა) სტრესის კონცენტრაცია და კრუნჩხვების დაწყება

ელასტომერები (როგორიცაა EPDM, POE) როგორც წესი, შეუთავსებელია ან ნაწილობრივ თავსებადია პოლიპროპილენის მატრიცასთან. ამიტომ, შერევის შემდეგ, ისინი ნაწილდება პაწაწინა, გაფანტული „კუნძულის“ სტრუქტურების სახით უწყვეტი პოლიპროპილენის „ზღვის“ ფაზაში.

ვინაიდან ელასტომერის მოდული გაცილებით დაბალია, ვიდრე პოლიპროპილენის, გარე ძალების ზემოქმედებისას ორ ფაზას შორის საზღვარზე დიდი დაძაბულობის კონცენტრაცია წარმოიქმნება.

დაძაბულობის კონცენტრაციის ეს წერტილები ბზარების წარმოქმნის საწყის წერტილებად იქცევა. ბზარი არ არის ბზარი, არამედ მიკროფოროვანი ბოჭკოვანი შეკვრის სტრუქტურაა, რომელიც დაძაბულობის მიმართულების პერპენდიკულარულადაა განლაგებული და შიდა მხრიდან პოლიმერული ბოჭკოებით არის დაკავშირებული. ბზარების წარმოქმნა დიდი რაოდენობით ენერგიას შთანთქავს.

ბ) ბზარების შეწყვეტა და ძვრის ზოლის ფორმირება

ელასტომერის ნაწილაკების მეორე მთავარი როლი ბზარების წარმოქმნის შეჩერებაა. როდესაც ბზარები გავრცელების დროს დრეკად ელასტომერის ნაწილაკებს ხვდება, მის წვერზე მაღალი დაძაბულობის ველი ბლაგვიანდება, რაც ხელს უშლის ბზარების ფატალურ მაკროსკოპულ ბზარებად ჩამოყალიბებას.

ამავდროულად, დაძაბულობის კონცენტრაცია ასევე იწვევს პოლიპროპილენის მატრიცაში ძვრის დენადობას. ეს ეხება პოლიპროპილენის მოლეკულური ჯაჭვების ფარდობით სრიალსა და რეორიენტაციას ძვრის სტრესის ქვეშ, რაც იწვევს ძვრის ზოლების წარმოქმნას; ეს პროცესი ასევე მოითხოვს ენერგიის მნიშვნელოვან რაოდენობას.

გ) სინერგიული ენერგიის გაფანტვის მექანიზმი

საბოლოო ჯამში, გარედან გამოყენებული ენერგია ძირითადად შემდეგი გზებით იფანტება:

მრავალი ბზარის წარმოქმნა: ენერგიის მოხმარება.

თავად ელასტომერის ნაწილაკების დეფორმაცია და მოტეხილობა: ენერგიის მოხმარება.

მატრიცის ძვრის დენადობა: ენერგიის მოხმარება.

ფაზათაშორისი რღვევა: ელასტომერის ნაწილაკების მატრიციდან აცლა, ენერგიის მოხმარება.

ეს პროცესი მნიშვნელოვნად ზრდის მასალის მსხვრევისთვის საჭირო სამუშაოს, რაც მაკროსკოპულად ვლინდება დარტყმის სიმტკიცისა და რღვევისადმი მდგრადობის მნიშვნელოვან გაუმჯობესებაში, ამასთანავე მნიშვნელოვნად ზრდის წაგრძელებას მსხვრევის დროს.

2. ფაზური სტრუქტურის ცვლილებები: კრისტალიზაციის ქცევაზე გავლენა

ელასტომერების დამატება არა მხოლოდ ფიზიკური „დანამატის“ ფუნქციას ასრულებს, არამედ გავლენას ახდენს პოლიპროპილენის მიკროსტრუქტურაზე.

სფერულიტების რაფინირება: ელასტომერის ნაწილაკებს შეუძლიათ იმოქმედონ როგორც ჰეტეროგენული ბირთვის წარმოქმნის ადგილები, რაც არღვევს პოლიპროპილენის მოლეკულური ჯაჭვების რეგულარულ განლაგებას და იწვევს მათ კრისტალიზაციას უფრო წვრილ, მკვრივ სფერულიტურ სტრუქტურებად.

ინტერფეისის გაუმჯობესება: თავსებადობის საშუალებების გამოყენებით შესაძლებელია ელასტომერსა და პოლიპროპილენის მატრიცას შორის ინტერფაზური ადჰეზიის გაუმჯობესება, რაც უზრუნველყოფს დაძაბულობის ეფექტურ გადაცემას მატრიციდან ელასტომერის ნაწილაკებზე, რითაც უფრო ეფექტურად იწვევს ბზარებს და ძვრის ზოლების წარმოქმნას.

სპეციფიკური გამოყენება Spunbond უქსოვი ქსოვილის წარმოებაში

ზემოთ ჩამოთვლილი პრინციპების გამოყენებას დაწნული უქსოვი ქსოვილების წარმოებაში შემდეგი შედეგები მოჰყვება:

ცალკეული ბოჭკოების გაძლიერებული სიმტკიცე:

დატრიალების პროცესის დროს, ელასტომერების შემცველი პოლიპროპილენის დნობა იჭიმება ბოჭკოებად. მოდიფიცირებული ბოჭკოები თავად უფრო მკვრივი ხდება. გარე ძალის ზემოქმედების ქვეშ, ბოჭკოები ნაკლებად მიდრეკილია მყიფე მოტეხილობისკენ და შეიძლება განიცადოს უფრო დიდი პლასტიკური დეფორმაცია, რაც მეტ ენერგიას შთანთქავს.

ბოჭკოვანი ქსელის სტრუქტურის გაძლიერება და გამკვრივება:

ცხელი გლინვის არმატურის დროს ბოჭკოები ერთმანეთს ერწყმის გლინვის წერტილში. უკეთესი სიმტკიცის მქონე ბოჭკოები ნაკლებად ტყდება მყისიერად გლინვის წერტილში, ხახუნის ძალების ზემოქმედებისას.

გარე ძალების უფრო ეფექტურად გადანაწილება შესაძლებელია მთელ ბოჭკოვან ქსელში. როდესაც ბოჭკო მნიშვნელოვან დატვირთვას განიცდის, მას შეუძლია სტრესი დეფორმაციის გზით გადასცეს მიმდებარე ბოჭკოებს, რაც ხელს უშლის სტრესის კონცენტრაციით გამოწვეულ სწრაფ ცვეთას.

ნახტომი წინ ნახტომი რღვევისა და ჩხვლეტისადმი მდგრადობის მხრივ:

ცვეთისადმი მდგრადობა: ცვეთის წარმოქმნა ბზარების გავრცელების პროცესია. ელასტომერის ნაწილაკები ეფექტურად იწვევენ და აჩერებენ მრავალრიცხოვან მიკრობზარებს, ხელს უშლიან მათ შერწყმას მაკროსკოპულ ბზარებად, რაც მნიშვნელოვნად ანელებს ცვეთის პროცესს.

ჩხვლეტისადმი მდგრადობა: ჩხვლეტა დარტყმისა და გახევის რთული კომბინაციაა. მაღალი სიმტკიცის მქონე მასალებს შეუძლიათ განიცადონ ფართომასშტაბიანი დეფორმაცია, როდესაც უცხო სხეული ხვრეტს, რაც პირდაპირ გახვრეტის ნაცვლად, აკრავს ჩხვლეტის ობიექტს.

დასკვნა

რეზიუმე: დაწნული უქსოვი მასალების სიმტკიცის გასაუმჯობესებლად ელასტომერის მოდიფიკაციის პრინციპი არსებითად გულისხმობს ხისტი, მაგრამ მყიფე პოლიპროპილენის მატრიცის რბილ, მაღალელასტიურ რეზინთან შერწყმას, რაც მასალაში ენერგიის ეფექტური გაფრქვევის სისტემის შექმნას გულისხმობს.

მიკროსკოპული მექანიკური მექანიზმების მეშვეობით ბზარების წარმოქმნით, ბზარების ამოღებით და ძვრის დენადობის ხელშეწყობით, გარედან გამოყენებული დესტრუქციული ენერგია (დარტყმა, გახევა) გარდაიქმნება დიდი რაოდენობით მცირე, არადესტრუქციულ დეფორმაციულ სამუშაოდ. ეს მაკროსკოპულად აუმჯობესებს მასალის დარტყმისადმი მდგრადობას, ცვეთისადმი მდგრადობას და გაწყვეტის დროს წაგრძელებას, რითაც ნაქსოვი ქსოვილი „მყიფედან“ „მყარად“ გარდაიქმნება. ეს მსგავსია ცემენტში ფოლადის ზოლების დამატების, რაც არა მხოლოდ ზრდის სიმტკიცეს, არამედ, რაც მთავარია, უზრუნველყოფს მის მნიშვნელოვან სიმტკიცეს.

Dongguan Liansheng Non woven Technology Co., Ltd.დაარსდა 2020 წლის მაისში. ეს არის მასშტაბური უქსოვი ქსოვილების წარმოების საწარმო, რომელიც აერთიანებს კვლევასა და განვითარებას, წარმოებასა და გაყიდვებს. მას შეუძლია აწარმოოს სხვადასხვა ფერის PP spunbond უქსოვი ქსოვილები 3.2 მეტრზე ნაკლები სიგანით, 9 გრამიდან 300 გრამამდე.