Bine, haideți să explicăm în detaliu principiul modificării elastomerului pentru a îmbunătăți rezistența...țesături nețesute spunbondAcesta este un exemplu tipic de obținere a unei performanțe ridicate prin „maximizarea punctelor forte și minimizarea punctelor slabe” prin intermediul materialelor compozite.
Concepte de bază: Duritate vs. Fragilitate
În primul rând, să înțelegem „tenacitatea”. Tenacitatea este capacitatea unui material de a absorbi energie și de a suferi deformare plastică până când se fracturează sub stres. Un material cu o tenacitate bună este atât puternic, cât și elastic, necesitând o cantitate semnificativă de lucru mecanic pentru a se fractura.
Materiale fragile (cum ar fi polipropilena nemodificată): Sub forță externă, lanțurile moleculare nu au timp să se rearanjeze, stresul se concentrează la nivelul defectelor, ducând direct la fracturi rapide și alungire redusă la rupere.
Materiale dure: Sub forță externă, acestea pot ceda și suferi deformare plastică, consumând o cantitate mare de energie în acest proces, rezistând astfel la fractură.
Scopul principal al modificării elastomerilor este de a transforma polimerii semicristalini precum polipropilena de la un comportament la fractură fragil la un comportament la fractură ductil.
Principii detaliate ale modificării elastomerilor
Principiul poate fi înțeles atât la nivel microscopic, cât și macroscopic. Nucleul constă în particulele de elastomer care acționează ca puncte de concentrare a stresului și absorbante de energie.
1. Mecanism mecanic microscopic: Inducerea și terminarea fisurilor, promovarea randamentului la forfecare
Acesta este cel mai important principiu. Atunci când materialul textil spunbond este supus unor forțe externe (cum ar fi ruperea sau impactul), următoarele procese au loc intern:
a) Concentrarea stresului și inițierea crăpăturilor
Elastomerii (cum ar fi EPDM, POE) sunt de obicei incompatibili sau parțial compatibili cu matricea de polipropilenă. Prin urmare, după amestecare, aceștia sunt distribuiți ca structuri „insulare” minuscule, dispersate, într-o fază „marină” continuă de polipropilenă.
Deoarece modulul elastomerului este mult mai mic decât cel al polipropilenei, la interfața dintre cele două faze apare o concentrație mare de stres atunci când este supus unor forțe externe.
Aceste puncte de concentrare a tensiunii devin punctele de inițiere a fisurilor. Fisurarea nu este o fisură, ci mai degrabă o structură microporoasă de fascicule de fibre perpendiculară pe direcția tensiunii, încă conectată intern prin fibre polimerice. Formarea fisurilor absoarbe o cantitate mare de energie.
b) Terminarea fisurilor și formarea benzilor de forfecare
Al doilea rol cheie al particulelor de elastomer este de a opri fisurarea. Atunci când fisurarea întâlnește particule flexibile de elastomer în timpul propagării sale, câmpul de tensiune ridicată de la vârful său este atenuat, împiedicând dezvoltarea fisurilor macroscopice fatale.
Simultan, concentrarea stresului induce și cedare la forfecare în matricea de polipropilenă. Aceasta se referă la alunecarea relativă și reorientarea lanțurilor moleculare de polipropilenă sub stres de forfecare, formând benzi de forfecare; acest proces necesită, de asemenea, o cantitate semnificativă de energie.
c) Mecanismul sinergic de disipare a energiei
În cele din urmă, energia aplicată extern este disipată în principal prin următoarele căi:
Formarea a numeroase fisuri: consum de energie.
Deformarea și fracturarea particulelor de elastomer în sine: consum de energie.
Cedarea la forfecare a matricei: consum de energie.
Dezlipire interfacială: particulele de elastomer care se desprind de matrice, consum de energie.
Acest proces crește semnificativ lucrul mecanic necesar pentru fracturarea materialului, manifestat macroscopic ca o îmbunătățire semnificativă a rezistenței la impact și a rezistenței la rupere, crescând în același timp substanțial alungirea la rupere.
2. Modificări ale structurii de fază: Afectarea comportamentului de cristalizare
Adăugarea elastomerilor nu acționează doar ca un „aditiv” fizic, ci afectează și microstructura polipropilenei.
Rafinarea sferulitelor: Particulele de elastomer pot acționa ca situsuri de nucleație eterogene, perturbând aranjamentul regulat al lanțurilor moleculare de polipropilenă și determinându-le să cristalizeze în structuri sferulitice mai fine și mai dense.
Îmbunătățirea interfeței: Prin utilizarea compatibilizatorilor, se poate îmbunătăți aderența interfacială dintre elastomer și matricea de polipropilenă, asigurându-se că stresul poate fi transferat eficient de la matrice la particulele de elastomer, inducând astfel mai eficient fisuri și benzi de forfecare.
Aplicații specifice în producția de țesături nețesute Spunbond
Aplicarea principiilor de mai sus la producția de țesături nețesute spunbond are următoarele efecte:
Rezistență îmbunătățită a fibrelor individuale:
În timpul procesului de filare, topitura de polipropilenă care conține elastomeri este întinsă în fibre. Fibrele modificate devin mai dure. Sub forța externă, fibrele sunt mai puțin predispuse la fracturi fragile și pot suferi o deformare plastică mai mare, absorbind mai multă energie.
Consolidarea și întărirea structurii rețelei de fibră optică:
În timpul armăturii prin laminare la cald, fibrele se topesc în punctul de laminare. Fibrele cu o tenacitate mai bună sunt mai puțin susceptibile de a se rupe instantaneu în punctul de laminare atunci când sunt supuse unor forțe de rupere.
Forțele externe pot fi redistribuite mai eficient în întreaga rețea de fibre. Atunci când o fibră este supusă unui stres semnificativ, aceasta poate transfera stresul către fibrele înconjurătoare prin deformare, prevenind defectarea rapidă cauzată de concentrarea stresului.
Un salt înainte în rezistența la rupere și perforare:
Rezistența la rupere: Ruperea este procesul de propagare a fisurilor. Particulele de elastomer inițiază și termină eficient numeroase microfisuri, împiedicându-le să se coaguleze în fisuri macroscopice, încetinind considerabil procesul de rupere.
Rezistența la perforare: Perforarea este o combinație complexă de impact și rupere. Materialele cu rezistență ridicată pot suferi o cedare și o deformare extinsă atunci când un obiect străin perforează, încapsulând obiectul perforant în loc să fie perforat direct.
Concluzie
Rezumat: Principiul modificării elastomerilor pentru îmbunătățirea rezistenței materialelor nețesute prin spunbond constă în, în esență, în combinarea unei matrice rigide, dar fragile, de polipropilenă cu un cauciuc moale și foarte elastic, construind un sistem eficient de disipare a energiei în interiorul materialului.
Prin inducerea crăpăturilor, închiderea fisurilor și promovarea cederii la forfecare prin mecanisme mecanice microscopice, energia distructivă (impact, rupere) aplicată extern este convertită într-o cantitate mare de lucru mecanic de deformare minuscul, nedistructiv. Acest lucru îmbunătățește macroscopic rezistența la impact, rezistența la rupere și alungirea la rupere a materialului, transformând țesătura nețesută filată din „fragilă” în „dură”. Acest lucru este similar cu adăugarea de bare de oțel la ciment, ceea ce nu numai că crește rezistența, dar, mai important, oferă o tenacitate crucială.
Dongguan Liansheng nețesute Technology Co., Ltd.a fost înființată în mai 2020. Este o întreprindere de producție de țesături nețesute la scară largă, care integrează cercetarea și dezvoltarea, producția și vânzările. Poate produce țesături nețesute PP spunbond de diferite culori, cu o lățime mai mică de 3,2 metri, de la 9 grame la 300 de grame.
Data publicării: 16 noiembrie 2025