อธิบายรายละเอียดเกี่ยวกับหลักการในการปรับปรุงความเหนียวของผ้าสปันบอนด์แบบไม่ทอผ่านการปรับเปลี่ยนอีลาสโตเมอร์

โอเค มาอธิบายหลักการดัดแปลงอีลาสโตเมอร์เพื่อปรับปรุงความเหนียวของผ้าสปันบอนด์แบบไม่ทอนี่คือตัวอย่างทั่วไปของการบรรลุประสิทธิภาพสูงโดย "เพิ่มจุดแข็งและลดจุดอ่อนให้เหลือน้อยที่สุด" ผ่านวัสดุผสม

แนวคิดหลัก: ความเหนียวและความเปราะบาง

ก่อนอื่นมาทำความเข้าใจเกี่ยวกับ “ความเหนียว” กันก่อน ความเหนียวคือความสามารถของวัสดุในการดูดซับพลังงานและเกิดการเสียรูปถาวรจนกระทั่งแตกหักภายใต้แรงเค้น วัสดุที่มีความเหนียวที่ดีจะมีทั้งความแข็งแรงและความยืดหยุ่น ซึ่งต้องใช้ความพยายามอย่างมากในการแตกหัก

วัสดุเปราะบาง (เช่น โพลีโพรพีลีนที่ไม่ได้ดัดแปลง): ภายใต้แรงภายนอก โซ่โมเลกุลไม่มีเวลาที่จะจัดเรียงใหม่ ความเครียดจะรวมตัวอยู่ที่ข้อบกพร่อง ส่งผลให้เกิดการแตกหักอย่างรวดเร็วและการยืดตัวที่ต่ำเมื่อขาดโดยตรง

วัสดุที่แข็งแกร่ง: ภายใต้แรงภายนอก วัสดุเหล่านี้สามารถยืดหยุ่นและเกิดการเสียรูปได้ ซึ่งใช้พลังงานจำนวนมากในกระบวนการนี้ จึงทนทานต่อการแตกหักได้

วัตถุประสงค์หลักของการปรับเปลี่ยนอีลาสโตเมอร์คือการเปลี่ยนโพลิเมอร์กึ่งผลึก เช่น โพลิโพรพีลีน จากพฤติกรรมการแตกแบบเปราะ ไปเป็นพฤติกรรมการแตกแบบเหนียว

หลักการโดยละเอียดของการปรับเปลี่ยนอีลาสโตเมอร์

หลักการนี้สามารถเข้าใจได้ทั้งในระดับจุลภาคและมหภาค แกนกลางอยู่ที่อนุภาคอีลาสโตเมอร์ ซึ่งทำหน้าที่เป็นจุดรวมแรงเค้นและตัวดูดซับพลังงาน

1. กลไกทางกลระดับจุลภาค: การเหนี่ยวนำและการยุติการแตกร้าว การส่งเสริมผลผลิตเฉือน

นี่คือหลักการที่สำคัญที่สุด เมื่อผ้าสปันบอนด์ได้รับแรงจากภายนอก (เช่น การฉีกขาดหรือแรงกระแทก) กระบวนการต่อไปนี้จะเกิดขึ้นภายใน:

ก) ความเข้มข้นของความเครียดและการเริ่มต้นของการแตกร้าว

อีลาสโตเมอร์ (เช่น EPDM, POE) มักเข้ากันไม่ได้หรือเข้ากันได้บางส่วนกับเมทริกซ์โพลีโพรพีลีน ดังนั้น หลังจากการผสมแล้ว อีลาสโตเมอร์เหล่านี้จะกระจายตัวเป็นโครงสร้าง “เกาะ” ขนาดเล็กที่กระจายตัวอยู่ภายในเฟส “ทะเล” โพลีโพรพีลีนที่ต่อเนื่องกัน

เนื่องจากโมดูลัสของอีลาสโตเมอร์มีค่าต่ำกว่าโมดูลัสของโพลีโพรพีลีนมาก จึงเกิดความเข้มข้นของความเค้นสูงที่อินเทอร์เฟซระหว่างสองเฟสเมื่อได้รับแรงจากภายนอก

จุดรวมตัวของแรงเค้นเหล่านี้กลายเป็นจุดเริ่มต้นของการแตกร้าว การแตกร้าวไม่ใช่รอยแตกร้าว แต่เป็นโครงสร้างมัดเส้นใยที่มีรูพรุนขนาดเล็กตั้งฉากกับทิศทางของแรงเค้น โดยยังคงเชื่อมต่อกันภายในด้วยเส้นใยโพลีเมอร์ การเกิดการแตกร้าวจะดูดซับพลังงานจำนวนมาก

ข) การสิ้นสุดการแตกร้าวและการก่อตัวของแถบเฉือน

บทบาทสำคัญประการที่สองของอนุภาคอีลาสโตเมอร์คือการหยุดยั้งการแตกร้าว เมื่อการแตกร้าวสัมผัสกับอนุภาคอีลาสโตเมอร์ที่มีความยืดหยุ่นระหว่างการแพร่กระจาย สนามแรงเค้นสูงที่ปลายจะถูกทำให้ทื่อลง ป้องกันไม่ให้การแตกร้าวพัฒนาเป็นรอยแตกขนาดใหญ่ที่ร้ายแรง

ขณะเดียวกัน ความเข้มข้นของความเค้นยังทำให้เกิดการคืบคลานเฉือนในเมทริกซ์พอลิโพรพิลีน ซึ่งหมายถึงการเลื่อนตัวสัมพัทธ์และการเปลี่ยนทิศทางของสายโซ่โมเลกุลพอลิโพรพิลีนภายใต้แรงเฉือน ทำให้เกิดแถบเฉือน กระบวนการนี้ยังต้องใช้พลังงานจำนวนมากอีกด้วย

ค) กลไกการกระจายพลังงานแบบเสริมฤทธิ์

ในที่สุด พลังงานที่นำมาใช้จากภายนอกจะกระจายไปในช่องทางต่อไปนี้เป็นหลัก:

เกิดการแตกร้าวจำนวนมาก: การใช้พลังงาน

การเสียรูปและการแตกหักของอนุภาคอีลาสโตเมอร์เอง: การใช้พลังงาน

ผลผลิตเฉือนของเมทริกซ์: การใช้พลังงาน

การหลุดออกของส่วนต่อประสาน: อนุภาคอีลาสโตเมอร์ลอกออกจากเมทริกซ์ การใช้พลังงาน

กระบวนการนี้จะเพิ่มปริมาณงานที่จำเป็นสำหรับการแตกหักของวัสดุอย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งเห็นได้ชัดเจนคือการปรับปรุงความแข็งแรงต่อแรงกระแทกและความต้านทานการฉีกขาดอย่างมีนัยสำคัญ ขณะเดียวกันก็เพิ่มการยืดตัวเมื่อขาดอย่างมีนัยสำคัญเช่นกัน

2. การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างเฟส: ส่งผลต่อพฤติกรรมการตกผลึก

การเติมอีลาสโตเมอร์ไม่เพียงแต่ทำหน้าที่เป็น “สารเติมแต่ง” ทางกายภาพเท่านั้น แต่ยังส่งผลต่อโครงสร้างจุลภาคของโพลีโพรพีลีนอีกด้วย

การทำให้สเฟอรูไลต์บริสุทธิ์: อนุภาคอีลาสโตเมอร์สามารถทำหน้าที่เป็นไซต์นิวเคลียสที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกัน ทำลายการจัดเรียงปกติของโซ่โมเลกุลโพลีโพรพีลีน และทำให้ตกผลึกเป็นโครงสร้างสเฟอรูไลต์ที่ละเอียดและหนาแน่นกว่า

การปรับปรุงอินเทอร์เฟซ: การใช้สารเข้ากันได้สามารถปรับปรุงการยึดเกาะอินเทอร์เฟซระหว่างอีลาสโตเมอร์และเมทริกซ์โพลีโพรพีลีนได้ ช่วยให้มั่นใจได้ว่าความเครียดสามารถถ่ายโอนจากเมทริกซ์ไปยังอนุภาคอีลาสโตเมอร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ จึงทำให้เกิดการแตกร้าวและแถบเฉือนได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น

การใช้งานเฉพาะในการผลิตผ้าไม่ทอสปันบอนด์

การนำหลักการข้างต้นมาประยุกต์ใช้ในการผลิตผ้าไม่ทอชนิดสปันบอนด์จะมีผลดังต่อไปนี้:

ความเหนียวที่เพิ่มขึ้นของเส้นใยแต่ละเส้น:

ในระหว่างกระบวนการปั่นด้าย เส้นใยโพลีโพรพีลีนที่หลอมละลายแล้วซึ่งมีอีลาสโตเมอร์จะถูกยืดให้กลายเป็นเส้นใย เส้นใยที่ผ่านการดัดแปลงจะมีความแข็งแรงมากขึ้น ภายใต้แรงภายนอก เส้นใยจะมีโอกาสแตกหักแบบเปราะน้อยลง และเกิดการเสียรูปพลาสติกได้มากขึ้น ซึ่งช่วยดูดซับพลังงานได้มากขึ้น

การเสริมความแข็งแกร่งและความแข็งแกร่งของโครงสร้างเครือข่ายไฟเบอร์:

ในระหว่างการเสริมแรงด้วยการรีดร้อน เส้นใยจะหลอมรวมกันที่จุดรีด เส้นใยที่มีความเหนียวดีกว่าจะมีโอกาสแตกหักทันทีที่จุดรีดน้อยกว่าเมื่อได้รับแรงฉีกขาด

แรงภายนอกสามารถกระจายไปทั่วเครือข่ายไฟเบอร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น เมื่อไฟเบอร์ได้รับแรงเค้นมาก ไฟเบอร์สามารถถ่ายโอนแรงเค้นไปยังไฟเบอร์โดยรอบผ่านการเสียรูป ช่วยป้องกันความเสียหายอย่างรวดเร็วที่เกิดจากแรงเค้นกระจุกตัว

ก้าวกระโดดไปข้างหน้าในการต้านทานการฉีกขาดและการเจาะ:

ความต้านทานการฉีกขาด: การฉีกขาดคือกระบวนการแพร่กระจายของรอยแตกร้าว อนุภาคอีลาสโตเมอร์สามารถเริ่มต้นและยุติรอยแตกร้าวขนาดเล็กจำนวนมากได้อย่างมีประสิทธิภาพ ป้องกันไม่ให้รอยแตกร้าวเหล่านี้รวมตัวกันเป็นรอยแตกร้าวขนาดใหญ่ จึงช่วยชะลอกระบวนการฉีกขาดได้อย่างมาก

ความต้านทานการเจาะทะลุ: การเจาะทะลุเป็นการผสมผสานที่ซับซ้อนระหว่างแรงกระแทกและการฉีกขาด วัสดุที่มีความเหนียวสูงอาจเกิดการคืบคลานและการเสียรูปได้อย่างมากเมื่อมีสิ่งแปลกปลอมเจาะทะลุ ส่งผลให้วัตถุที่เจาะเข้าไปห่อหุ้มไว้แทนที่จะถูกเจาะทะลุโดยตรง

บทสรุป

บทสรุป: หลักการดัดแปลงอีลาสโตเมอร์เพื่อปรับปรุงความเหนียวของผ้าสปันบอนด์แบบไม่ทอโดยพื้นฐานแล้วคือการรวมเมทริกซ์โพลีโพรพีลีนที่แข็งแต่เปราะเข้ากับยางที่อ่อนนุ่มและยืดหยุ่นสูง เพื่อสร้างระบบการกระจายพลังงานที่มีประสิทธิภาพภายในวัสดุ

การกระตุ้นการแตกร้าว การปิดรอยแตกร้าว และการส่งเสริมการต้านทานแรงเฉือนผ่านกลไกเชิงกลระดับจุลภาค ทำให้พลังงานทำลาย (แรงกระแทก การฉีกขาด) ที่เกิดขึ้นภายนอกถูกแปลงเป็นงานเสียรูปขนาดเล็กจำนวนมากที่ไม่ทำลาย สิ่งนี้ช่วยเพิ่มความต้านทานแรงกระแทก ความต้านทานการฉีกขาด และการยืดตัวเมื่อขาดของวัสดุในระดับมหภาค เปลี่ยนผ้าสปันบอนด์แบบไม่ทอจาก "เปราะบาง" เป็น "เหนียว" วิธีนี้คล้ายคลึงกับการเพิ่มเหล็กเส้นลงในปูนซีเมนต์ ซึ่งไม่เพียงแต่เพิ่มความแข็งแรงเท่านั้น แต่ที่สำคัญกว่านั้นคือเพิ่มความเหนียวที่สำคัญ

ตงกวน Liansheng ไม่ทอเทคโนโลยี จำกัดก่อตั้งขึ้นในเดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2563 เป็นบริษัทผลิตผ้าไม่ทอขนาดใหญ่ที่ผสานรวมการวิจัยและพัฒนา การผลิต และการจัดจำหน่ายเข้าด้วยกัน สามารถผลิตผ้าไม่ทอ PP สปันบอนด์หลากสีสันที่มีความกว้างน้อยกว่า 3.2 เมตร ตั้งแต่ 9 กรัม ถึง 300 กรัม