Análise dos principais fatores que influenciam as propriedades físicas de tecidos não tecidos spunbond.

No processo de produção de tecido não tecido spunbond, diversos fatores podem afetar as propriedades físicas do produto. Analisar a relação entre esses fatores e o desempenho do produto pode auxiliar no controle correto das condições do processo e na obtenção de produtos de tecido não tecido spunbond de polipropileno de alta qualidade e ampla aplicabilidade. Aqui, analisaremos brevemente os principais fatores que influenciam as propriedades físicas dos tecidos não tecidos spunbond e os compartilharemos com todos.

Índice de fluidez e distribuição de massa molecular de fatias de polipropileno

Os principais indicadores de qualidade das lâminas de polipropileno são a massa molecular, a distribuição de massa molecular, a isotropia, o índice de fluidez e o teor de cinzas. A massa molecular dos grânulos de PP utilizados na fiação varia entre 100.000 e 250.000, mas a prática demonstra que as propriedades reológicas da massa fundida são melhores quando a massa molecular do polipropileno está em torno de 120.000, e a velocidade máxima de fiação permitida também é alta. O índice de fluidez é um parâmetro que reflete as propriedades reológicas da massa fundida, e o índice de fluidez das lâminas de polipropileno utilizadas em spunbond geralmente varia entre 10 e 50. No processo de fiação em manta, o filamento recebe apenas um fluxo de ar, e a taxa de estiragem do filamento é limitada pelas propriedades reológicas da massa fundida. Quanto maior a massa molecular, ou seja, menor o índice de fluidez, pior a fluidez e menor a taxa de estiragem obtida pelo filamento. Sob as mesmas condições de ejeção do material fundido pelo bocal, o tamanho da fibra do filamento obtido também é maior, resultando em um toque mais firme para os tecidos não tecidos spunbond. Se o índice de fluidez for alto, a viscosidade do material fundido diminui, as propriedades reológicas são boas, a resistência ao estiramento diminui e, sob as mesmas condições de estiramento, a taxa de estiramento aumenta. À medida que o grau de orientação das macromoléculas aumenta, a resistência à ruptura do tecido não tecido spunbond também aumenta e a finura dos filamentos diminui, resultando em um toque mais macio do tecido. No mesmo processo, quanto maior o índice de fluidez do polipropileno, menor sua finura e maior sua resistência à ruptura.

A distribuição de massa molecular é frequentemente medida pela razão entre a massa molecular média ponderal (Mw) e a massa molecular média numérica (Mn) do polímero (Mw/Mn), conhecida como valor de distribuição de massa molecular. Quanto menor o valor de distribuição de massa molecular, mais estáveis ​​são as propriedades reológicas da massa fundida e mais estável o processo de fiação, o que contribui para o aumento da velocidade de fiação. Também apresenta menor elasticidade e viscosidade de tração na massa fundida, o que pode reduzir a tensão de fiação, facilitando o estiramento do PP e resultando em fibras mais finas. Além disso, a uniformidade da rede é boa, com boa textura e consistência.

Temperatura de rotação

A definição da temperatura de fiação depende do índice de fluidez da matéria-prima e das exigências quanto às propriedades físicas do produto. Quanto maior o índice de fluidez da matéria-prima, maior a temperatura de fiação, e vice-versa. A temperatura de fiação está diretamente relacionada à viscosidade da massa fundida; temperaturas baixas resultam em alta viscosidade, dificultando a fiação e aumentando a propensão à produção de fibras quebradas, rígidas ou grosseiras, o que afeta a qualidade do produto. Portanto, para reduzir a viscosidade da massa fundida e melhorar suas propriedades reológicas, geralmente adota-se o método de aumento da temperatura. A temperatura de fiação tem um impacto significativo na estrutura e nas propriedades das fibras. Quanto menor a temperatura de fiação, maior a viscosidade de estiramento da massa fundida, maior a resistência ao estiramento e mais difícil o estiramento do filamento. Para obter fibras com a mesma finura, a velocidade do fluxo de ar de estiramento precisa ser relativamente alta em temperaturas baixas. Portanto, sob as mesmas condições de processo, quando a temperatura de fiação é baixa, as fibras são difíceis de estirar. A fibra apresenta alta finura e baixa orientação molecular, o que se manifesta em tecidos não tecidos spunbond com baixa resistência à ruptura, alto alongamento na ruptura e toque áspero. Quando a temperatura de fiação é alta, o estiramento da fibra é melhor, a finura da fibra é menor e a orientação molecular é maior. Isso se reflete na alta resistência à ruptura, baixo alongamento na ruptura e toque macio dos tecidos não tecidos spunbond. No entanto, é importante observar que, sob certas condições de resfriamento, se a temperatura de fiação for muito alta, o filamento resultante não resfriará o suficiente em um curto período de tempo, e algumas fibras podem se romper durante o processo de estiramento, o que pode gerar defeitos. Na produção real, a temperatura de fiação deve ser selecionada entre 220-230 °C.

Condições de conformação por resfriamento

A taxa de resfriamento do filamento tem um impacto significativo nas propriedades físicas do tecido não tecido spunbond durante o processo de formação. Se o polipropileno fundido for resfriado de forma rápida e uniforme após sair da fieira, sua taxa de cristalização será lenta e a cristalinidade, baixa. A estrutura da fibra resultante será uma estrutura de cristal líquido instável em forma de disco, que pode atingir uma maior taxa de alongamento durante o estiramento. A orientação das cadeias moleculares será melhor, o que pode aumentar ainda mais a cristalinidade, melhorar a resistência da fibra e reduzir seu alongamento. Isso se manifesta em tecidos não tecidos spunbond com maior resistência à ruptura e menor alongamento. Se o resfriamento for lento, as fibras resultantes terão uma estrutura cristalina monoclínica estável, que não é favorável ao estiramento da fibra. Isso se manifesta em tecidos não tecidos spunbond com menor resistência à ruptura e maior alongamento. Portanto, no processo de moldagem, o aumento do volume de ar de resfriamento e a redução da temperatura da câmara de fiação são geralmente utilizados para melhorar a resistência à ruptura e reduzir o alongamento dos tecidos não tecidos spunbond. Além disso, a distância de resfriamento do filamento está intimamente relacionada ao seu desempenho. Na produção de tecidos não tecidos spunbond, a distância de resfriamento geralmente é selecionada entre 50 e 60 cm.

Condições de desenho

A orientação das cadeias moleculares nos filamentos de seda é um fator importante que afeta a resistência à tração e o alongamento na ruptura de filamentos individuais. Quanto maior o grau de orientação, mais resistente o filamento individual e menor o alongamento na ruptura. O grau de orientação pode ser representado pela birrefringência do filamento, sendo que quanto maior o valor, maior o grau de orientação. As fibras primárias formadas quando o polipropileno fundido sai da fieira apresentam cristalinidade e orientação relativamente baixas, alta fragilidade, fratura fácil e alongamento significativo na ruptura. Para alterar as propriedades das fibras, elas devem ser esticadas em diferentes graus, conforme necessário, antes de formarem uma manta.produção de spunbondA resistência à tração da fibra depende principalmente do volume de ar de resfriamento e do volume de ar de sucção. Quanto maiores forem os volumes de ar de resfriamento e sucção, maior será a velocidade de estiramento e mais as fibras serão esticadas. A orientação molecular aumentará, a finura se tornará mais fina, a resistência aumentará e o alongamento na ruptura diminuirá. A uma velocidade de fiação de 4000 m/min, o filamento de polipropileno atinge seu valor de saturação de birrefringência, mas no processo de estiramento por fluxo de ar para a formação da manta, a velocidade real do filamento geralmente dificilmente ultrapassa 3000 m/min. Portanto, em situações com alta demanda, a velocidade de estiramento pode ser aumentada consideravelmente. No entanto, sob a condição de um volume de ar de resfriamento constante, se o volume de ar de sucção for muito grande e o resfriamento do filamento for insuficiente, as fibras podem quebrar no ponto de extrusão da matriz, causando danos à cabeça de injeção e afetando a produção e a qualidade do produto. Portanto, ajustes apropriados devem ser feitos na produção real.

As propriedades físicas dos tecidos não tecidos spunbond estão relacionadas não apenas às propriedades das fibras, mas também à estrutura da rede fibrosa. Quanto mais finas as fibras, maior o grau de desordem no arranjo das fibras durante a formação da rede, mais uniforme será a rede, maior será a quantidade de fibras por unidade de área, menor a relação entre a resistência longitudinal e transversal da rede e maior será a resistência à ruptura. Portanto, é possível melhorar a uniformidade dos produtos de tecido não tecido spunbond e aumentar sua resistência à ruptura elevando o volume de ar absorvido. No entanto, se o volume de ar absorvido for muito grande, pode ocorrer a quebra das fibras, e o estiramento excessivo tende a tornar a orientação do polímero completa e a cristalinidade muito alta, o que reduzirá a resistência ao impacto e o alongamento na ruptura, aumentará a fragilidade e, consequentemente, levará a uma diminuição da resistência e do alongamento do tecido não tecido. Com base nisso, observa-se que a resistência e o alongamento dos tecidos não tecidos spunbond aumentam e diminuem regularmente com o aumento do volume de ar aspirado. Na produção real, é necessário ajustar o processo adequadamente de acordo com as necessidades e a situação real para obter produtos de alta qualidade.

temperatura de laminação a quente

A manta de fibras formada pelo estiramento das fibras encontra-se em estado frouxo e precisa ser laminada a quente e unida para se transformar em tecido. A laminação a quente é um processo no qual as fibras da manta são parcialmente amolecidas e fundidas por rolos de laminação a quente sob determinada pressão e temperatura, unindo-as para formar o tecido. O segredo está no controle preciso da temperatura e da pressão. A função do aquecimento é amolecer e fundir as fibras. A proporção de fibras amolecidas e fundidas determina as propriedades físicas do tecido.tecidos não tecidos spunbondEm temperaturas muito baixas, apenas uma pequena porção das fibras com menor peso molecular amolece e derrete, e poucas fibras permanecem unidas sob pressão. As fibras na trama são propensas a deslizar, e os tecidos não tecidos apresentam menor resistência à ruptura, mas maior alongamento. O produto tem um toque macio, mas é propenso a desfiar. Conforme a temperatura de laminação a quente aumenta gradualmente, a quantidade de fibras amolecidas e derretidas aumenta, a ligação da trama se torna mais firme, as fibras têm menor probabilidade de deslizar, a resistência à ruptura do tecido não tecido aumenta e o alongamento permanece relativamente grande. Além disso, devido à forte afinidade entre as fibras, o alongamento aumenta ligeiramente. Quando a temperatura sobe significativamente, a maioria das fibras no ponto de pressão derrete, formando aglomerados que começam a se tornar quebradiços. Nesse momento, a resistência do tecido não tecido começa a diminuir, e o alongamento também diminui significativamente. O toque fica muito duro e quebradiço, e a resistência ao rasgo também é baixa. Além disso, diferentes produtos têm pesos e espessuras diferentes, e a temperatura de laminação a quente também varia. Para produtos finos, há menos fibras no ponto de laminação a quente e, portanto, é necessário menos calor para amolecer e fundir o material, resultando em uma temperatura de laminação a quente mais baixa. Consequentemente, para produtos espessos, a temperatura de laminação a quente necessária é mais alta.

pressão de laminação a quente

No processo de laminação a quente, a pressão da linha de laminação tem a função de compactar a manta de fibras, fazendo com que as fibras sofram deformação térmica e aproveitem ao máximo a condução de calor durante o processo. Isso faz com que as fibras amolecidas e fundidas se unam firmemente, aumentando a força de adesão entre elas e dificultando o deslizamento. Quando a pressão da linha de laminação é relativamente baixa, a densidade de compactação das fibras no ponto de pressão é baixa, a resistência da ligação entre as fibras é fraca, a força de retenção entre elas é baixa e as fibras deslizam com relativa facilidade. Nesse caso, o tecido não tecido spunbond resultante apresenta um toque macio, alongamento na ruptura relativamente grande e resistência à ruptura relativamente baixa. Por outro lado, quando a pressão da linha é relativamente alta, o tecido não tecido spunbond resultante apresenta um toque mais firme, menor alongamento na ruptura, mas maior resistência à ruptura. No entanto, quando a pressão na linha do laminador a quente é muito alta, o polímero amolecido e fundido no ponto de laminação a quente da manta de fibra tem dificuldade em fluir e se difundir, o que também reduz a tensão de ruptura do tecido não tecido. Além disso, a configuração da pressão na linha está intimamente relacionada ao peso e à espessura do tecido não tecido. Na produção, a seleção adequada deve ser feita de acordo com as necessidades, a fim de produzir produtos que atendam aos requisitos de desempenho.

Em resumo, as propriedades físicas e mecânicas detecido não tecido spunbond de polipropilenoA qualidade dos produtos não é determinada por um único fator, mas sim pela combinação de diversos fatores. Na produção real, parâmetros de processo adequados devem ser selecionados de acordo com as necessidades e condições de produção para produzir tecidos não tecidos spunbond de alta qualidade que atendam a diversas demandas. Além disso, a gestão rigorosa e padronizada da linha de produção, a manutenção cuidadosa dos equipamentos e o aprimoramento da qualificação e da competência dos operadores também são fatores essenciais para a melhoria da qualidade do produto.

Tecnologia não tecida Co. de Dongguan Liansheng, Ltd.Foi fundada em maio de 2020. É uma empresa de produção de tecido não tecido em larga escala, integrando pesquisa e desenvolvimento, produção e vendas. Ela pode produzir tecidos não tecidos spunbond de PP em diversas cores, com largura inferior a 3,2 metros e gramaturas de 9 a 300 gramas.