V redu, podrobneje razložimo načelo modifikacije elastomerov za izboljšanje žilavostinetkane tkanine spunbondTo je tipičen primer doseganja visoke zmogljivosti z "maksimiranjem prednosti in zmanjševanjem slabosti" s pomočjo kompozitnih materialov.
Temeljni koncepti: Žilavost proti krhkosti
Najprej si poglejmo »žilavost«. Žilavost je sposobnost materiala, da absorbira energijo in se plastično deformira, dokler se pod napetostjo ne zlomi. Material z dobro žilavostjo je hkrati močan in prožen, zato je za zlom potrebno veliko dela.
Krhki materiali (kot je nemodificiran polipropilen): Pod vplivom zunanje sile se molekularne verige nimajo časa preurediti, napetost se koncentrira na defektih, kar neposredno vodi do hitrega loma in nizkega raztezka pri pretrgu.
Trpežni materiali: Pod vplivom zunanje sile se lahko upognejo in plastično deformirajo, pri čemer porabijo veliko energije, s čimer se uprejo lomu.
Glavni namen modifikacije elastomerov je preoblikovanje polkristalnih polimerov, kot je polipropilen, iz krhkega loma v duktilni lom.
Podrobna načela modifikacije elastomerov
Načelo je mogoče razumeti tako z mikroskopske kot makroskopske ravni. Jedro leži v elastomernih delcih, ki delujejo kot točke koncentracije napetosti in absorberji energije.
1. Mikroskopski mehanski mehanizem: indukcija in prekinitev razpok, spodbujanje strižnega tečenja
To je najpomembnejše načelo. Ko je spunbond tkanina izpostavljena zunanjim silam (kot sta trganje ali udarec), se v njej odvijajo naslednji procesi:
a) Koncentracija napetosti in začetek razpok
Elastomeri (kot sta EPDM, POE) so običajno nezdružljivi ali delno združljivi s polipropilensko matrico. Zato se po mešanju porazdelijo kot drobne, razpršene "otoške" strukture znotraj neprekinjene polipropilenske "morske" faze.
Ker je modul elastomera veliko nižji od modula polipropilena, se na vmesniku med fazama, ko sta izpostavljeni zunanjim silam, pojavi velika koncentracija napetosti.
Te točke koncentracije napetosti postanejo izhodiščne točke za nastanek razpok. Razpoke niso razpoka, temveč mikroporozna struktura snopov vlaken, pravokotna na smer napetosti, ki je še vedno notranje povezana s polimernimi vlakni. Nastanek razpok absorbira veliko količino energije.
b) Prekinitev razpokanja in nastanek strižnega pasu
Druga ključna vloga elastomernih delcev je prekinitev nastajanja razpok. Ko razpoka med svojim širjenjem naleti na prožne elastomerne delce, se visoko napetostno polje na njeni konici zravna, kar prepreči, da bi se razpoka razvila v usodne makroskopske razpoke.
Hkrati koncentracija napetosti povzroči tudi strižno popuščanje v polipropilenski matrici. To se nanaša na relativno zdrsavanje in preusmeritev molekularnih verig polipropilena pod strižno napetostjo, pri čemer nastajajo strižni pasovi; ta proces zahteva tudi znatno količino energije.
c) Mehanizem sinergijskega razprševanja energije
Konec koncev se zunanja energija razprši predvsem po naslednjih poteh:
Nastajanje številnih razpok: poraba energije.
Deformacija in lom samih elastomernih delcev: poraba energije.
Strižno tečenje matrice: poraba energije.
Medfazno odlepljanje: delci elastomera se luščijo od matrice, poraba energije.
Ta postopek znatno poveča delo, potrebno za lom materiala, kar se makroskopsko kaže kot znatno izboljšanje udarne trdnosti in odpornosti proti trganju, hkrati pa se znatno poveča tudi raztezek pri pretrgu.
2. Spremembe fazne strukture: vpliv na vedenje kristalizacije
Dodatek elastomerov ne deluje le kot fizični "aditiv", temveč vpliva tudi na mikrostrukturo polipropilena.
Rafiniranje sferulitov: Elastomerni delci lahko delujejo kot heterogena mesta nukleacije, kar moti pravilno razporeditev molekularnih verig polipropilena in povzroča njihovo kristalizacijo v finejše, gostejše sferulitne strukture.
Izboljšanje vmesnika: Z uporabo kompatibilizatorjev se lahko izboljša medfazna adhezija med elastomerom in polipropilensko matrico, kar zagotavlja učinkovit prenos napetosti iz matrice na elastomerne delce, s čimer se učinkoviteje povzročijo razpoke in strižno pasanje.
Specifične uporabe v proizvodnji netkanih tkanin Spunbond
Uporaba zgornjih načel pri proizvodnji netkanih tkanin tipa spunbond ima naslednje učinke:
Izboljšana žilavost posameznih vlaken:
Med postopkom predenja se talina polipropilena, ki vsebuje elastomere, raztegne v vlakna. Modificirana vlakna sama postanejo trša. Pod vplivom zunanje sile so vlakna manj nagnjena k krhkemu lomu in se lahko bolj plastično deformirajo, kar absorbira več energije.
Krepitev in utrjevanje strukture optičnega omrežja:
Med vročim valjanjem se vlakna na mestu valjanja zlijejo. Vlakna z boljšo žilavostjo se manj verjetno takoj zlomijo na mestu valjanja, ko so izpostavljena silam trganja.
Zunanje sile se lahko učinkoviteje porazdelijo po celotnem omrežju vlaken. Ko je vlakno izpostavljeno znatni obremenitvi, lahko to obremenitev prenese na okoliška vlakna z deformacijo, kar prepreči hitro odpoved zaradi koncentracije napetosti.
Skok naprej v odpornosti na trganje in prebadanje:
Odpornost proti trganju: Trganje je proces širjenja razpok. Delci elastomera učinkovito sprožijo in končajo številne mikrorazpoke, s čimer preprečijo njihovo združevanje v makroskopske razpoke, kar močno upočasni proces trganja.
Odpornost proti prebadanju: Prebadanje je kompleksna kombinacija udarca in trganja. Materiali z visoko žilavostjo se lahko močno upogibajo in deformirajo, ko jih prebode tujek, ki ga obda, namesto da bi bil neposredno preboden.
Zaključek
Povzetek: Načelo modifikacije elastomerov za izboljšanje žilavosti spunbond netkanih tekstilij je v bistvu kombinacija toge, a krhke polipropilenske matrice z mehko, zelo elastično gumo, s čimer se znotraj materiala ustvari učinkovit sistem za odvajanje energije.
Z indukcijo razpok, zaključevanjem razpok in spodbujanjem strižnega popuščanja z mikroskopskimi mehanskimi mehanizmi se destruktivna energija (udar, trganje), ki se izvaja od zunaj, pretvori v veliko količino drobnega, nedestruktivnega deformacijskega dela. To makroskopsko izboljša odpornost materiala na udarce, odpornost na trganje in raztezek pri pretrgu, s čimer se netkana tkanina iz spunbonda spremeni iz "krhke" v "žilavo". To je podobno dodajanju jeklenih palic cementu, kar ne le poveča trdnost, ampak, kar je še pomembneje, zagotavlja ključno žilavost.
Dongguan Liansheng Non woven Technology Co., Ltd.je bilo ustanovljeno maja 2020. Gre za obsežno podjetje za proizvodnjo netkanih tkanin, ki združuje raziskave in razvoj, proizvodnjo in prodajo. Proizvaja lahko različne barve netkanih tkanin PP spunbond s širino manj kot 3,2 metra, od 9 gramov do 300 gramov.
Čas objave: 16. november 2025