У реду, хајде да детаљно објаснимо принцип модификације еластомера ради побољшања жилавостиспунбонд неткане тканинеОво је типичан пример постизања високих перформанси „максимизирањем снага и минимизирањем слабости“ путем композитних материјала.
Основни концепти: жилавост наспрам кртости
Прво, хајде да разумемо „жилавост“. Жилавост је способност материјала да апсорбује енергију и подлеже пластичној деформацији док се не сломи под напоном. Материјал са добром жилавошћу је и јак и отпоран, што захтева значајан рад да би се сломио.
Крхки материјали (као што је немодификовани полипропилен): Под дејством спољашње силе, молекуларни ланци немају времена да се преуреде, напон се концентрише на дефектима, што директно доводи до брзог лома и ниског издужења при лому.
Чврсти материјали: Под дејством спољашње силе, могу се савити и подвргнути пластичној деформацији, трошећи велику количину енергије у том процесу, чиме се отпорни лому.
Основна сврха модификације еластомера је трансформација полукристалних полимера попут полипропилена из понашања крхког лома у понашање дуктилног лома.
Детаљни принципи модификације еластомера
Принцип се може разумети и са микроскопског и са макроскопског нивоа. Суштина лежи у честицама еластомера које делују као тачке концентрације напона и апсорбери енергије.
1. Микроскопски механички механизам: индукција и прекид пукотина, повећање смицајног попуштања
Ово је најважнији принцип. Када је спанбонд тканина изложена спољним силама (као што су кидање или удар), следећи процеси се дешавају унутра:
а) Концентрација напрезања и почетак пукотина
Еластомери (као што су EPDM, POE) су обично некомпатибилни или делимично компатибилни са полипропиленском матрицом. Стога се, након мешања, распоређују као ситне, дисперговане „острвске“ структуре унутар континуиране полипропиленске „морске“ фазе.
Пошто је модул еластичности еластомера много нижи од модула полипропилена, велика концентрација напона се јавља на граници између две фазе када су изложене спољним силама.
Ове тачке концентрације напона постају почетне тачке за настанак пукотина. Пукотине нису пукотине, већ микропорозна структура снопа влакана нормална на правац напона, која је и даље интерно повезана полимерним влакнима. Формирање пукотина апсорбује велику количину енергије.
б) Завршетак пукотина и формирање смичућег појаса
Друга кључна улога честица еластомера је да прекину стварање пукотина. Када пукотина наиђе на флексибилне честице еластомера током свог ширења, поље високог напона на њеном врху се затупљује, спречавајући да се пукотина развије у фаталне макроскопске пукотине.
Истовремено, концентрација напона такође изазива смицајно попуштање у полипропиленској матрици. Ово се односи на релативно клизање и реоријентацију молекуларних ланаца полипропилена под смицајним напоном, формирајући траке смицања; овај процес такође захтева значајну количину енергије.
ц) Синергистички механизам дисипације енергије
На крају крајева, споља примењена енергија се расипа првенствено кроз следеће путеве:
Формирање бројних пукотина: потрошња енергије.
Деформација и лом самих честица еластомера: потрошња енергије.
Смицање матрице: потрошња енергије.
Међуповршинско одвајање: честице еластомера се љуште од матрице, потрошња енергије.
Овај процес значајно повећава рад потребан за ломљење материјала, што се макроскопски манифестује као значајно побољшање ударне чврстоће и отпорности на кидање, а истовремено значајно повећава истезање при ломљењу.
2. Промене фазне структуре: Утицај на понашање кристализације
Додавање еластомера не делује само као физички „адитив“, већ утиче и на микроструктуру полипропилена.
Рафинирање сферулита: Честице еластомера могу деловати као хетерогена места нуклеације, нарушавајући правилан распоред молекуларних ланаца полипропилена и узрокујући њихову кристализацију у финије, гушће структуре сферулита.
Побољшање међуповршинског споја: Коришћењем компатибилизатора може се побољшати међуповршинска адхезија између еластомера и полипропиленске матрице, осигуравајући да се напрезање може ефикасно пренети са матрице на честице еластомера, чиме се ефикасније индукују пукотине и стварање трака смицања.
Специфичне примене у производњи нетканог материјала од спанбонда
Примена горе наведених принципа на производњу спунбонд нетканих тканина има следеће ефекте:
Повећана жилавост појединачних влакана:
Током процеса предења, растоп полипропилена који садржи еластомере се растеже у влакна. Сама модификована влакна постају чвршћа. Под дејством спољашње силе, влакна су мање склона кртом лому и могу се подвргнути већој пластичној деформацији, апсорбујући више енергије.
Јачање и ојачавање структуре оптичке мреже:
Током врућег ваљања арматуре, влакна се стапају у тачки ваљања. Влакна са бољом жилавошћу имају мању вероватноћу да ће се тренутно ломити у тачки ваљања када су изложена силама кидања.
Спољашње силе могу се ефикасније прерасподелити кроз мрежу влакана. Када је влакно изложено значајном напрезању, оно може пренети напрезање на околна влакна путем деформације, спречавајући брзи квар изазван концентрацијом напрезања.
Скок напред у отпорности на кидање и пробијања:
Отпорност на кидање: Кидање је процес ширења пукотина. Честице еластомера ефикасно покрећу и завршавају бројне микропукотине, спречавајући њихово спајање у макроскопске пукотине, значајно успоравајући процес кидања.
Отпорност на пробушење: Пробушење је сложена комбинација удара и кидања. Материјали високе жилавости могу се подвргнути значајном савијању и деформацији када их пробије страни предмет, обухватајући предмет који се пробија уместо да буде директно пробушен.
Закључак
Резиме: Принцип модификације еластомера ради побољшања жилавости спунбонд нетканих материјала је у суштини комбиновање круте, али крхке полипропиленске матрице са меком, високо еластичном гумом, конструишући ефикасан систем за дисипацију енергије унутар материјала.
Изазивањем пукотина, заустављањем пукотина и подстицањем смицања путем микроскопских механичких механизама, деструктивна енергија (удар, кидање) примењена споља се претвара у велику количину ситног, недеструктивног деформационог рада. Ово макроскопски побољшава отпорност материјала на удар, отпорност на кидање и издужење при кидању, трансформишући неткани материјал од „крхког“ до „жилавог“. Ово је слично додавању челичних шипки у цемент, што не само да повећава чврстоћу већ, што је још важније, пружа кључну жилавост.
Донггуан Лиансхенг Нонвовен Тецхнологи Цо., Лтд.је основано у мају 2020. године. То је велико предузеће за производњу нетканих материјала које интегрише истраживање и развој, производњу и продају. Може да производи различите боје ПП спанбонд нетканих материјала ширине мање од 3,2 метра, од 9 грама до 300 грама.
Време објаве: 16. новембар 2025.