Labi, sīkāk izskaidrosim elastomēra modifikācijas principu, lai uzlabotu izturību.neaustie audumi ar vērptu saitiŠis ir tipisks piemērs tam, kā sasniegt augstu veiktspēju, "maksimāli palielinot stiprās puses un samazinot vājās puses", izmantojot materiālu kompozītmateriālus.
Pamatjēdzieni: izturība pret trauslumu
Vispirms sapratīsim, kas ir “stingrība”. Stingrība ir materiāla spēja absorbēt enerģiju un pakļauties plastiskai deformācijai, līdz tas saplīst sprieguma ietekmē. Materiāls ar labu izturību ir gan izturīgs, gan izturīgs, un tā saplīšanai nepieciešams ievērojams darbs.
Trausli materiāli (piemēram, nemodificēts polipropilēns): ārējā spēka ietekmē molekulārajām ķēdēm nav laika pārkārtoties, spriegums koncentrējas defektos, kas tieši noved pie ātras lūzuma un zema pagarinājuma pārraušanas brīdī.
Izturīgi materiāli: ārējā spēka ietekmē tie var deformēties un plastiski deformēties, procesā patērējot lielu enerģijas daudzumu un tādējādi pretojoties lūzumiem.
Elastomēru modifikācijas galvenais mērķis ir pārveidot puskristāliskus polimērus, piemēram, polipropilēnu, no trauslām lūzuma īpašībām uz elastīgu lūzuma īpašībām.
Elastomēru modifikācijas detalizēti principi
Principu var saprast gan mikroskopiskā, gan makroskopiskā līmenī. Kodols atrodas elastomēra daļiņās, kas darbojas kā sprieguma koncentrācijas punkti un enerģijas absorbētāji.
1. Mikroskopisks mehāniskais mehānisms: plaisu veidošanās un pārtraukšana, bīdes ražas veicināšana
Šis ir vissvarīgākais princips. Kad vērptais audums tiek pakļauts ārējiem spēkiem (piemēram, plēšanai vai triecienam), iekšēji notiek šādi procesi:
a) Stresa koncentrēšanās un plaisāšanas sākšanās
Elastomēri (piemēram, EPDM, POE) parasti nav saderīgi vai daļēji saderīgi ar polipropilēna matricu. Tāpēc pēc sajaukšanas tie tiek sadalīti kā sīkas, izkliedētas “saliņas” struktūras nepārtrauktā polipropilēna “jūras” fāzē.
Tā kā elastomēra modulis ir daudz zemāks nekā polipropilēnam, abu fāžu saskarnē, pakļaujot to ārējiem spēkiem, rodas liela sprieguma koncentrācija.
Šie sprieguma koncentrācijas punkti kļūst par plaisu veidošanās sākuma punktiem. Plaisas nav pati plaisa, bet gan mikroporaina šķiedru saišķa struktūra, kas ir perpendikulāra sprieguma virzienam un joprojām iekšēji savienota ar polimēru šķiedrām. Plaisu veidošanās absorbē lielu enerģijas daudzumu.
b) Plaisu pārtraukšana un bīdes joslas veidošanās
Otra elastomēra daļiņu galvenā loma ir apturēt plaisāšanu. Kad plaisāšana tās izplatīšanās laikā saskaras ar elastīgām elastomēra daļiņām, augsta sprieguma lauks tās galā tiek noasināts, novēršot plaisāšanas attīstību letālās makroskopiskās plaisās.
Vienlaikus sprieguma koncentrācija izraisa arī bīdes tecēšanu polipropilēna matricā. Tas attiecas uz polipropilēna molekulāro ķēžu relatīvu slīdēšanu un pārorientāciju bīdes sprieguma ietekmē, veidojot bīdes joslas; arī šim procesam ir nepieciešams ievērojams enerģijas daudzums.
c) Sinerģisks enerģijas izkliedes mehānisms
Galu galā ārēji pielietotā enerģija tiek izkliedēta galvenokārt pa šādiem ceļiem:
Daudzu plaisu veidošanās: enerģijas patēriņš.
Pašu elastomēra daļiņu deformācija un lūzums: enerģijas patēriņš.
Matricas bīdes tecēšana: enerģijas patēriņš.
Starpfāžu atdalīšanās: elastomēra daļiņu atdalīšanās no matricas, enerģijas patēriņš.
Šis process ievērojami palielina materiāla lūzumam nepieciešamo darbu, kas makroskopiski izpaužas kā ievērojams triecienizturības un plīsuma izturības uzlabojums, vienlaikus ievērojami palielinot arī pagarinājumu pārraušanas brīdī.
2. Fāzes struktūras izmaiņas: kristalizācijas uzvedības ietekme
Elastomēru pievienošana ne tikai darbojas kā fiziska “piedeva”, bet arī ietekmē polipropilēna mikrostruktūru.
Sferulītu rafinēšana: Elastomēru daļiņas var darboties kā heterogēnas kodolu veidošanās vietas, izjaucot polipropilēna molekulāro ķēžu regulāro izvietojumu un izraisot to kristalizāciju smalkākās, blīvākās sferulītu struktūrās.
Saskarnes uzlabošana: Izmantojot saderības veicinātājus, var uzlabot elastomēra un polipropilēna matricas saķeri starp virsmām, nodrošinot, ka spriegumu var efektīvi pārnest no matricas uz elastomēra daļiņām, tādējādi efektīvāk izraisot plaisas un bīdes joslošanos.
Īpaši pielietojumi neausto audumu ražošanā ar spunbondu
Piemērojot iepriekš minētos principus neausto audumu ražošanā, ir šāda ietekme:
Atsevišķu šķiedru pastiprināta izturība:
Vērpšanas procesā polipropilēna kausējums, kas satur elastomērus, tiek izstiepts šķiedrās. Modificētās šķiedras pašas kļūst stingrākas. Ārēja spēka ietekmē šķiedras ir mazāk pakļautas trauslumam un var piedzīvot lielāku plastisko deformāciju, absorbējot vairāk enerģijas.
Šķiedru tīkla struktūras stiprināšana un rūdīšana:
Karstās velmēšanas laikā stiegrojuma šķiedras saplūst velmēšanas punktā. Šķiedras ar labāku izturību retāk acumirklī pārtrūkst velmēšanas punktā, pakļaujot tās plēšanas spēkiem.
Ārējos spēkus var efektīvāk sadalīt visā šķiedru tīklā. Kad šķiedra tiek pakļauta ievērojamam spriegumam, tā var pārnest spriegumu uz apkārtējām šķiedrām, deformējoties, novēršot strauju sabrukumu, ko izraisa sprieguma koncentrācija.
Lēciens uz priekšu plīsumu un caurduršanas izturībā:
Plīšanas izturība: Plīšana ir plaisu izplatīšanās process. Elastomēra daļiņas efektīvi ierosina un novērš daudzas mikroplaisas, novēršot to saplūšanu makroskopiskās plaisās, ievērojami palēninot plīšanas procesu.
Izturība pret caurduršanu: caurduršana ir sarežģīta trieciena un plīšanas kombinācija. Augstas izturības materiāli var piedzīvot ievērojamu deformāciju un plīšanu, kad tajos ieduras svešķermenis, iekapsulējot caurduršanas objektu, nevis tieši iedurot.
Secinājums
Kopsavilkums: Elastomēru modifikācijas princips, lai uzlabotu savērpto neausto materiālu izturību, būtībā ir apvienot stingru, bet trauslu polipropilēna matricu ar mīkstu, ļoti elastīgu gumiju, izveidojot efektīvu enerģijas izkliedes sistēmu materiālā.
Izraisot plaisāšanu, novēršot plaisas un veicinot bīdes tecēšanu, izmantojot mikroskopiskus mehāniskus mehānismus, ārēji pielietotā destruktīvā enerģija (trieciens, plīšana) tiek pārvērsta lielā apjomā sīkā, nesagraujošā deformācijas darbā. Tas makroskopiski uzlabo materiāla triecienizturību, plīsuma izturību un pagarinājumu pārraušanas brīdī, pārveidojot savērpto neausto audumu no “trausla” par “izturīgu”. Tas ir līdzīgi kā tērauda stieņu pievienošana cementam, kas ne tikai palielina izturību, bet, vēl svarīgāk, nodrošina izšķirošu stingrību.
Dongguan Liansheng Neausto tehnoloģiju Co., Ltd.tika dibināts 2020. gada maijā. Tas ir liela mēroga neausto audumu ražošanas uzņēmums, kas integrē pētniecību un attīstību, ražošanu un pārdošanu. Tas var ražot dažādu krāsu PP savērptus neaustos audumus ar platumu, kas mazāks par 3,2 metriem, no 9 gramiem līdz 300 gramiem.
Publicēšanas laiks: 2025. gada 16. novembris