W procesie produkcji włóknin spunbond różne czynniki mogą wpływać na właściwości fizyczne produktu. Analiza zależności między tymi czynnikami a wydajnością produktu może pomóc w prawidłowej kontroli warunków procesu i uzyskaniu wysokiej jakości i szerokiego zastosowania włóknin polipropylenowych spunbond. W tym artykule pokrótce przeanalizujemy główne czynniki wpływające na właściwości fizyczne włóknin spunbond i podzielimy się nimi z naszymi czytelnikami.
Wskaźnik płynięcia i rozkład masy cząsteczkowej plastrów polipropylenu
Głównymi wskaźnikami jakości plastrów polipropylenowych są masa cząsteczkowa, rozkład masy cząsteczkowej, izotropia, wskaźnik płynięcia stopu i zawartość popiołu. Masa cząsteczkowa wiórów PP używanych do przędzenia wynosi od 100000 do 250000, ale praktyka pokazała, że właściwości reologiczne stopu są najlepsze, gdy masa cząsteczkowa polipropylenu wynosi około 120000, a maksymalna dopuszczalna prędkość przędzenia jest również wysoka. Wskaźnik płynięcia stopu jest parametrem odzwierciedlającym właściwości reologiczne stopu, a wskaźnik płynięcia plastrów polipropylenowych używanych w spunbondzie wynosi zwykle od 10 do 50. W procesie przędzenia we wstęgę włókno otrzymuje tylko jeden strumień powietrza, a współczynnik ciągu włókna jest ograniczony przez właściwości reologiczne stopu. Im większa masa cząsteczkowa, tym mniejszy wskaźnik płynięcia stopu, gorsza płynność i mniejszy współczynnik ciągu uzyskiwany przez włókno. W tych samych warunkach wyrzucania stopu z dyszy, rozmiar włókien uzyskanego filamentu jest również większy, co skutkuje twardszą w dotyku włókniną typu spunbond. Przy wysokim wskaźniku płynięcia stopu lepkość stopu maleje, właściwości reologiczne są dobre, odporność na rozciąganie maleje, a przy tych samych warunkach rozciągania wzrasta współczynnik rozciągania. Wraz ze wzrostem stopnia orientacji makrocząsteczek, wytrzymałość na pękanie włókniny typu spunbond również wzrasta, a grubość włókien maleje, co skutkuje miękką w dotyku tkaniną. W tym samym procesie, im wyższy wskaźnik płynięcia stopu polipropylenu, tym mniejsza jego grubość i większa wytrzymałość na pękanie.
Rozkład masy cząsteczkowej jest często mierzony stosunkiem wagowo średniej masy cząsteczkowej (Mw) do liczbowo średniej masy cząsteczkowej (Mn) polimeru (Mw/Mn), znanym jako wartość rozkładu masy cząsteczkowej. Im niższa wartość rozkładu masy cząsteczkowej, tym stabilniejsze właściwości reologiczne stopu i stabilniejszy proces przędzenia, co sprzyja poprawie prędkości przędzenia. Ma on również niższą sprężystość stopu i lepkość przy rozciąganiu, co może zmniejszyć naprężenia przędzenia, ułatwić rozciąganie PP i uzyskać cieńsze włókna. Ponadto, jednorodność sieci jest dobra, a chwyt i jednorodność są przyjemne.
Temperatura wirowania
Ustawienie temperatury przędzenia zależy od wskaźnika płynięcia surowców oraz wymagań dotyczących właściwości fizycznych produktu. Im wyższy wskaźnik płynięcia surowca, tym wyższa temperatura przędzenia i odwrotnie. Temperatura przędzenia jest bezpośrednio związana z lepkością stopu, a temperatura jest niska. Wysoka lepkość stopu utrudnia przędzenie i prowadzi do powstawania włókien połamanych, sztywnych lub grubych, co wpływa na jakość produktu. Dlatego w celu zmniejszenia lepkości stopu i poprawy jego właściwości reologicznych, zazwyczaj stosuje się metodę podwyższania temperatury. Temperatura przędzenia ma istotny wpływ na strukturę i właściwości włókien. Im niższa temperatura przędzenia, tym wyższa lepkość stopu przy rozciąganiu, większy opór przy rozciąganiu i tym trudniej jest rozciągać filament. Aby uzyskać włókna o tej samej grubości, prędkość przepływu powietrza rozciągającego musi być stosunkowo wysoka w niskich temperaturach. Dlatego w tych samych warunkach procesowych, przy niskiej temperaturze przędzenia, włókna są trudne do rozciągania. Włókno charakteryzuje się wysoką delikatnością i niską orientacją cząsteczkową, co przejawia się w włókninach typu spunbond o niskiej wytrzymałości na zerwanie, wysokim wydłużeniu przy zerwaniu i twardym odczuciu w dotyku. Gdy temperatura przędzenia jest wysoka, rozciąganie włókien jest lepsze, ich delikatność jest mniejsza, a orientacja cząsteczkowa jest wyższa. Przekłada się to na wysoką wytrzymałość na zerwanie, małe wydłużenie przy zerwaniu i miękki odczucie w dotyku włóknin typu spunbond. Należy jednak pamiętać, że w pewnych warunkach chłodzenia, jeśli temperatura przędzenia jest zbyt wysoka, otrzymany filament nie ostygnie wystarczająco w krótkim czasie, a niektóre włókna mogą pękać podczas procesu rozciągania, co może powodować powstawanie defektów. W rzeczywistej produkcji temperatura przędzenia powinna wynosić 220-230 ℃.
Warunki formowania chłodzącego
Szybkość chłodzenia włókna ma istotny wpływ na właściwości fizyczne włókniny spunbond podczas procesu formowania. Jeśli stopiony polipropylen można szybko i równomiernie schłodzić po wyjściu z dyszy przędzalniczej, jego szybkość krystalizacji jest niska, a krystaliczność niska. Powstała struktura włókna jest niestabilną, dyskowatą strukturą ciekłokrystaliczną, która może osiągnąć wyższy współczynnik rozciągania podczas rozciągania. Orientacja łańcuchów molekularnych jest lepsza, co może dodatkowo zwiększyć krystaliczność, poprawić wytrzymałość włókna i zmniejszyć jego wydłużenie. Przejawia się to w włókninach spunbond o wyższej wytrzymałości na pękanie i niższym wydłużeniu. Powolne chłodzenie powoduje, że powstałe włókna mają stabilną, jednoskośną strukturę krystaliczną, która nie sprzyja rozciąganiu. Przejawia się to w włókninach spunbond o niższej wytrzymałości na pękanie i wyższym wydłużeniu. Dlatego w procesie formowania, zwiększenie objętości powietrza chłodzącego i obniżenie temperatury komory przędzenia są zazwyczaj stosowane w celu poprawy wytrzymałości na pękanie i zmniejszenia wydłużenia włóknin spunbond. Ponadto, odległość chłodzenia filamentu jest ściśle związana z jego wydajnością. W produkcji włóknin spunbond, odległość chłodzenia wynosi zazwyczaj 50-60 cm.
Warunki rysowania
Orientacja łańcuchów molekularnych w pasmach jedwabiu jest istotnym czynnikiem wpływającym na wytrzymałość na rozciąganie i wydłużenie przy zerwaniu pojedynczych włókien. Im większy stopień orientacji, tym mocniejsze jest pojedyncze włókno i tym mniejsze wydłużenie przy zerwaniu. Stopień orientacji można przedstawić za pomocą dwójłomności włókna, a im wyższa wartość, tym wyższy stopień orientacji. Włókna pierwotne powstające w wyniku wypływu stopu polipropylenu z dyszy przędzalniczej charakteryzują się stosunkowo niską krystalicznością i orientacją, wysoką kruchością, łatwością pękania i znacznym wydłużeniem przy zerwaniu. Aby zmienić właściwości włókien, przed uformowaniem wstęgi należy je rozciągnąć w różnym stopniu.produkcja spunbonduWytrzymałość włókna na rozciąganie zależy głównie od wielkości objętości powietrza chłodzącego i zasysanego. Im większa objętość powietrza chłodzącego i zasysanego, tym większa prędkość rozciągania, a włókna zostaną całkowicie rozciągnięte. Orientacja cząsteczkowa wzrośnie, gęstość włókien zmniejszy się, wzrośnie wytrzymałość, a wydłużenie przy zerwaniu zmniejszy się. Przy prędkości przędzenia 4000 m/min, filament polipropylenowy osiąga wartość nasycenia dwójłomności, ale w procesie rozciągania strumieniem powietrza podczas przędzenia w tkaninę, rzeczywista prędkość filamentu jest zazwyczaj trudna do przekroczenia 3000 m/min. Dlatego w sytuacjach, gdy występują duże wymagania, prędkość rozciągania można śmiało zwiększyć. Jednak w warunkach stałej objętości powietrza chłodzącego, jeśli objętość zasysanego powietrza jest zbyt duża, a chłodzenie filamentu niewystarczające, włókna są podatne na pękanie w miejscu wytłaczania, co powoduje uszkodzenie głowicy wtryskowej i wpływa na produkcję oraz jakość produktu. Dlatego należy wprowadzić odpowiednie korekty w trakcie produkcji.
Właściwości fizyczne włóknin spunbond zależą nie tylko od właściwości włókien, ale również od ich struktury sieciowej. Im drobniejsze włókna, tym większy stopień nieuporządkowania w ich ułożeniu podczas układania siatki, tym bardziej jednorodna jest siatka, tym więcej włókien przypada na jednostkę powierzchni, tym mniejszy jest stosunek wytrzymałości wzdłużnej do poprzecznej siatki i tym większa jest wytrzymałość na zerwanie. Możliwe jest zatem zwiększenie jednorodności produktów z włóknin spunbond i zwiększenie ich wytrzymałości na zerwanie poprzez zwiększenie objętości zasysanego powietrza. Zbyt duża objętość zasysanego powietrza może jednak prowadzić do zerwania drutu i nadmiernego rozciągania. Orientacja polimeru ma tendencję do całkowitego zerwania, a jego krystaliczność jest zbyt wysoka, co zmniejsza udarność i wydłużenie przy zerwaniu, zwiększa kruchość, a tym samym prowadzi do zmniejszenia wytrzymałości i wydłużenia włókniny. Na tej podstawie można zauważyć, że wytrzymałość i wydłużenie włóknin typu spunbond regularnie rosną i maleją wraz ze wzrostem objętości zasysanego powietrza. W rzeczywistej produkcji konieczne jest odpowiednie dostosowanie procesu do potrzeb i sytuacji, aby uzyskać produkty wysokiej jakości.
Temperatura walcowania na gorąco
Włókna uformowane przez rozciąganie włókien są luźne i muszą zostać zwinięte na gorąco oraz połączone, aby stać się tkaniną. Walcowanie na gorąco to proces, w którym włókna w tkaninie są częściowo zmiękczane i topione przez walce walcowane na gorąco pod określonym ciśnieniem i w określonej temperaturze, a następnie łączone ze sobą, tworząc tkaninę. Kluczem jest odpowiednia kontrola temperatury i ciśnienia. Funkcja ogrzewania polega na zmiękczeniu i stopieniu włókien. Proporcje zmiękczonych i stopionych włókien determinują właściwości fizyczne tkaniny.tkaniny włókninowe typu spunbondW bardzo niskich temperaturach tylko niewielka część włókien o niższej masie cząsteczkowej mięknie i topi się, a pod wpływem nacisku występuje bardzo niewiele włókien połączonych ze sobą. Włókna w sieci włókien są podatne na poślizg, a włókniny mają niższą wytrzymałość na zerwanie, ale większe wydłużenie. Produkt jest miękki w dotyku, ale podatny na mechacenie. Wraz ze stopniowym wzrostem temperatury walcowania na gorąco, ilość zmiękczonych i stopionych włókien wzrasta, wiązanie sieci włókien staje się ciaśniejsze, włókna są mniej podatne na poślizg, wytrzymałość na pękanie włókniny wzrasta, a wydłużenie jest nadal stosunkowo duże. Ponadto, ze względu na silne powinowactwo między włóknami, wydłużenie nieznacznie wzrasta; Gdy temperatura znacznie wzrasta, większość włókien w punkcie nacisku topi się, a włókna stają się grudkami stopu, stając się kruche. W tym czasie wytrzymałość włókniny zaczyna spadać, a wydłużenie również znacznie spada. Materiał jest bardzo twardy i kruchy w dotyku, a wytrzymałość na rozdarcie jest również niska. Ponadto, różne produkty mają różną wagę i grubość, a nastawa temperatury w walcowni na gorąco również jest zróżnicowana. W przypadku cienkich produktów, w punkcie walcowania na gorąco znajduje się mniej włókien, a do ich zmiękczenia i stopienia potrzeba mniej ciepła, dlatego wymagana temperatura walcowania na gorąco jest niższa. Analogicznie, w przypadku grubych produktów wymagana temperatura walcowania na gorąco jest wyższa.
Ciśnienie walcowania na gorąco
W procesie łączenia metodą walcowania na gorąco, rolą ciśnienia liniowego walcowni gorącej jest zagęszczenie wstęgi włókien, co powoduje, że włókna w wstędze ulegają pewnemu odkształceniu cieplnemu i w pełni wykorzystują efekt przewodzenia ciepła podczas procesu walcowania na gorąco, co powoduje ścisłe wiązanie zmiękczonych i stopionych włókien, zwiększając siłę adhezji między włóknami i utrudniając ich ślizganie. Gdy ciśnienie liniowe jest stosunkowo niskie, gęstość zagęszczenia włókien w punkcie nacisku we wstędze włókien jest niska, wytrzymałość wiązania włókien jest niska, siła trzymania między włóknami jest słaba, a włókna stosunkowo łatwo się ślizgają. W tym momencie włóknina typu spunbond jest stosunkowo miękka w dotyku, wydłużenie przy zerwaniu jest stosunkowo duże, a wytrzymałość na pękanie stosunkowo niska. Z kolei, gdy ciśnienie liniowe jest stosunkowo wysokie, otrzymana włóknina typu spunbond jest twardsza w dotyku, ma mniejsze wydłużenie przy zerwaniu, ale większą wytrzymałość na zerwanie. Jednakże, gdy ciśnienie liniowe w walcowni gorącej jest zbyt wysokie, zmiękczony i stopiony polimer w punkcie walcowania na gorąco wstęgi włókien ma trudności z przepływem i dyfuzją, co również zmniejsza naprężenie pękania włókniny. Ponadto, ustawienie ciśnienia liniowego jest również ściśle powiązane z masą i grubością włókniny. W procesie produkcji należy dokonać odpowiedniego doboru, aby uzyskać produkty spełniające wymagania dotyczące wydajności.
Podsumowując, właściwości fizyczne i mechanicznewłóknina polipropylenowa typu spunbondProdukty nie są determinowane przez pojedynczy czynnik, ale przez połączenie różnych czynników. W rzeczywistej produkcji, aby uzyskać wysokiej jakości włókniny spunbond, które spełniają zróżnicowane potrzeby, konieczne jest dobranie odpowiednich parametrów procesu, uwzględniających rzeczywiste potrzeby i warunki produkcji. Ponadto, ścisła standaryzacja zarządzania linią produkcyjną, staranna konserwacja sprzętu oraz poprawa jakości i kompetencji operatorów są kluczowymi czynnikami wpływającymi na poprawę jakości produktu.
Dongguan Liansheng Non tkane Technology Co., Ltd.Firma została założona w maju 2020 roku. Jest to przedsiębiorstwo zajmujące się produkcją włóknin na dużą skalę, integrujące badania i rozwój, produkcję oraz sprzedaż. Może produkować włókniny PP typu spunbond w różnych kolorach o szerokości poniżej 3,2 metra i gramaturze od 9 do 300 gramów.
Czas publikacji: 29-11-2024