Во ред, ајде детално да го објасниме принципот на модификација на еластомерот за подобрување на цврстината нанеткаени ткаенини од предена ткаенинаОва е типичен пример за постигнување високи перформанси преку „максимизирање на силните страни и минимизирање на слабостите“ преку композитни материјали.
Основни концепти: Цврстина наспроти кршливост
Прво, да го разбереме поимот „цврстина“. Цврстината е способност на материјалот да апсорбира енергија и да претрпи пластична деформација сè додека не се скрши под стрес. Материјал со добра цврстина е и јак и еластичен, барајќи значителна количина на работа за да се скрши.
Кршливи материјали (како што е немодифициран полипропилен): Под надворешна сила, молекуларните ланци немаат време да се преуредуваат, стресот се концентрира на дефектите, што директно доведува до брзо кршење и ниско издолжување при кинење.
Цврсти материјали: Под дејство на надворешна сила, тие можат да попуштат и да претрпат пластична деформација, трошејќи голема количина на енергија во процесот, со што се спротивставуваат на кршење.
Основната цел на модификацијата на еластомерот е да се трансформираат полукристалните полимери како полипропилен од однесување на кршливо кршење во однесување на дуктилно кршење.
Детални принципи на модификација на еластомер
Принципот може да се разбере и од микроскопско и од макроскопско ниво. Јадрото лежи во честичките од еластомер кои дејствуваат како точки на концентрација на стрес и апсорбери на енергија.
1. Микроскопски механички механизам: Индукција и прекин на пукање, зголемување на приносот на смолкнување
Ова е најважниот принцип. Кога ткаенината од предена ткаенина е подложена на надворешни сили (како што се кинење или удар), внатрешно се случуваат следните процеси:
а) Концентрација на стрес и иницијација на лузни
Еластомерите (како што се EPDM, POE) обично се некомпатибилни или делумно компатибилни со полипропиленската матрица. Затоа, по мешањето, тие се дистрибуираат како мали, дисперзирани „островски“ структури во рамките на континуирана фаза на „море“ од полипропилен.
Бидејќи модулот на еластомерот е многу помал од оној на полипропиленот, голема концентрација на стрес се јавува на интерфејсот помеѓу двете фази кога се изложени на надворешни сили.
Овие точки на концентрација на стрес стануваат почетни точки за пукање. Пукањето не е пукнатина, туку микропорозна структура од сноп влакна нормална на насоката на стресот, сè уште внатрешно поврзана со полимерни влакна. Формирањето на пукање апсорбира голема количина на енергија.
б) Завршување на пукање и формирање на смолкнувачка лента
Втората клучна улога на еластомерните честички е да го прекинат пукањето. Кога пукањето ќе се сретне со флексибилни еластомерни честички за време на неговото ширење, полето на висок напон на неговиот врв се затапува, спречувајќи пукањето да се развие во фатални макроскопски пукнатини.
Истовремено, концентрацијата на стрес, исто така, предизвикува смолкнување во полипропиленската матрица. Ова се однесува на релативното лизгање и преориентирање на молекуларните синџири на полипропилен под смолкнување, формирајќи смолкувачки ленти; овој процес, исто така, бара значителна количина на енергија.
в) Синергистички механизам за дисипација на енергија
На крајот на краиштата, однадвор применетата енергија се троши првенствено преку следниве патишта:
Формирање на бројни пукања: потрошувачка на енергија.
Деформација и кршење на самите честички од еластомер: потрошувачка на енергија.
Смолкнување на матрицата: потрошувачка на енергија.
Меѓуфазно дебондирање: одлепување на еластомерните честички од матрицата, потрошувачка на енергија.
Овој процес значително ја зголемува работата потребна за кршење на материјалот, што макроскопски се манифестира како значително подобрување на јачината на удар и отпорноста на кинење, а истовремено значително го зголемува издолжувањето при кинење.
2. Промени во фазната структура: Влијание врз однесувањето на кристализацијата
Додавањето на еластомери не само што делува како физички „адитив“, туку влијае и на микроструктурата на полипропиленот.
Рафинирање на сферулити: Еластомерните честички можат да дејствуваат како хетерогени места на нуклеација, нарушувајќи го правилниот распоред на молекуларните ланци на полипропилен и предизвикувајќи нивно кристализирање во пофини, погусти сферулитни структури.
Подобрување на интерфејсот: Со употреба на компатибилни средства, може да се подобри меѓуфазната адхезија помеѓу еластомерот и полипропиленската матрица, осигурувајќи дека стресот може ефикасно да се пренесе од матрицата на честичките од еластомерот, со што поефикасно ќе се предизвикаат пукнатини и смолкнување.
Специфични апликации во производство на неткаен материјал од Spunbond
Примената на горенаведените принципи во производството на неткаени ткаенини од предена ткаенина има следниве ефекти:
Зголемена цврстина на поединечните влакна:
За време на процесот на предење, растопениот полипропилен што содржи еластомери се растегнува во влакна. Самите модифицирани влакна стануваат поцврсти. Под влијание на надворешна сила, влакната се помалку склони кон кршливо кршење и можат да претрпат поголема пластична деформација, апсорбирајќи повеќе енергија.
Зајакнување и зајакнување на структурата на оптичката мрежа:
За време на топло валање на арматурата, влакната се спојуваат во точката на тркалање. Влакната со подобра цврстина имаат помала веројатност веднаш да се скршат во точката на тркалање кога се подложени на сили на кинење.
Надворешните сили можат поефикасно да се прераспределат низ целата оптичка мрежа. Кога влакното е подложено на значително оптоварување, тоа може да го пренесе оптоварувањето на околните влакна преку деформација, спречувајќи брзо откажување предизвикано од концентрација на оптоварување.
Скок напред во отпорноста на кинење и прободување:
Отпорност на кинење: Кинењето е процес на ширење на пукнатини. Еластомерните честички ефикасно иницираат и завршуваат бројни микропукнатини, спречувајќи ги да се спојат во макроскопски пукнатини, значително забавувајќи го процесот на кинење.
Отпорност на прободување: Прободувањето е комплексна комбинација од удар и кинење. Материјалите со висока цврстина можат да претрпат обемно попуштање и деформација кога туѓо тело ќе прободе, обвиткувајќи го прободувачкиот предмет наместо да биде директно прободен.
Заклучок
Резиме: Принципот на модификација на еластомер за подобрување на цврстината на предените неткаени материјали е во суштина да се комбинира цврста, но кршлива полипропиленска матрица со мека, високо еластична гума, со што се конструира ефикасен систем за дисипација на енергија во рамките на материјалот.
Со предизвикување пукање, прекинување на пукнатините и поттикнување на смолкнување преку микроскопски механички механизми, деструктивната енергија (удар, кинење) применета однадвор се претвора во голема количина на ситна, недеструктивна деформациска работа. Ова макроскопски ја подобрува отпорноста на материјалот на удар, отпорноста на кинење и издолжувањето при кинење, трансформирајќи го предениот неткаен материјал од „кршлив“ во „цврст“. Ова е слично на додавање челични шипки во цемент, што не само што ја зголемува цврстината, туку, што е уште поважно, обезбедува клучна цврстина.
Dongguan Liansheng Неткаен технологија Co., Ltd.е основана во мај 2020 година. Тоа е големо претпријатие за производство на неткаени ткаенини кое ги интегрира истражувањето и развојот, производството и продажбата. Може да произведува различни бои на ПП предено неткаени ткаенини со ширина помала од 3,2 метри, од 9 грама до 300 грама.
Време на објавување: 16 ноември 2025 година