تأثیر نسبت اضافی Masterbatch کربن سیاه بر قدرت و انعطاف پذیری فیبر چیست؟

در تولید Nonwovens spunbond ، نسبت اضافی Masterbatch Black Carbon تأثیر معنی داری بر قدرت و انعطاف پذیری فیبر دارد. به عنوان یک افزودنی کاربردی ، کربن سیاه نه تنها می تواند به فیبر ظاهری سیاه ببخشد ، بلکه خصوصیات فیزیکی و مقاومت آب و هوا فیبر را نیز بهبود می بخشد. در زیر ، تجزیه و تحلیل مفصلی از تأثیر نسبت اضافی بر عملکرد فیبر وجود دارد:

پارچه های غیر بافته شده spunbond nonwovens کربن سیاه مسترباچ

1. تأثیر Masterbatch کربن سیاه بر مقاومت فیبر

نسبت کم اضافه (0.5 ٪ - 2 ٪):
بهبود مقاومت محدود: با نسبت کم اضافه ، توزیع ذرات سیاه کربن در ماتریس فیبر نسبتاً پراکنده است و تأثیر آن در بهبود استحکام کلی فیبر محدود است.
پراکندگی خوب: نسبت کم افزودن کم کربن به ذرات سیاه کربن کمک می کند تا در ماتریس پلی پروپیلن بهتر پراکنده شوند و باعث کاهش تجمع ذرات شوند و از این طریق از نقاط غلظت استرس ناشی از تجمع ذرات جلوگیری می کنند و استحکام فیبر نسبتاً پایدار است.

نسبت متوسط ​​(2 ٪ - 5 ٪):
به طور قابل توجهی قدرت بهبود یافته: با افزایش نسبت اضافی ، ذرات سیاه کربن نقاط اتصال فیزیکی بیشتری را در ماتریس فیبر تشکیل می دهند ، که می تواند مقاومت کششی و مدول فیبر را تقویت کند.
دامنه اضافی بهینه: مطالعات نشان داده اند که وقتی نسبت افزودنی بین 2 ٪ تا 5 ٪ باشد ، قدرت و سختی فیبر معمولاً می تواند به تعادل خوبی برسد. در این زمان ، پراکندگی ذرات سیاه کربن هنوز خوب است و اثر تقویت کننده بر روی فیبر مهمترین است.

نسبت اضافه بالا (> 5 ٪):
قدرت ممکن است کاهش یابد: هنگامی که نسبت افزودنی خیلی زیاد است ، ذرات سیاه کربن ممکن است جمع شوند تا خوشه های بزرگتر تشکیل شوند. این خوشه ها به نقاط غلظت استرس در داخل فیبر تبدیل می شوند و باعث می شوند فیبر در حین کشش راحت تر شکسته شود و در عوض قدرت کاهش می یابد.
افزایش مشکل در پردازش: نسبت های بالایی بالا ممکن است باعث ایجاد مشکلاتی از قبیل گرفتگی اسپینر در هنگام پردازش فیبر ، تأثیر کارایی تولید و کیفیت فیبر شود.

2. تأثیر Masterbatch سیاه کربن بر انعطاف پذیری فیبر
نسبت کم اضافه (0.5 ٪ - 2 ٪):
انعطاف پذیری زیاد تغییر نمی کند: در نسبت های کم اضافه ، ذرات سیاه کربن تأثیر کمی در انعطاف پذیری فیبر دارند و انعطاف پذیری فیبر شبیه به آن است بدون اضافه کردن کربن سیاه.

نسبت متوسط ​​(2 ٪ - 5 ٪):
انعطاف پذیری کمی کاهش یافته است: با افزایش نسبت اضافی ، ذرات سیاه کربن نقاط اتصال بیشتری را در ماتریس فیبر تشکیل می دهند ، که انعطاف پذیری فیبر را تا حدی محدود می کند. با این حال ، این اثر معمولاً در محدوده قابل قبولی قرار دارد و فیبر هنوز هم می تواند انعطاف پذیری خوبی را حفظ کند.

نسبت اضافه بالا (> 5 ٪):
انعطاف پذیری به طور قابل توجهی کاهش یافته است: نسبت بیش از حد بالا باعث می شود ذرات سیاه کربن جمع شوند و مناطق سخت تری را در داخل فیبر تشکیل دهند ، که به طور قابل توجهی انعطاف پذیری فیبر را کاهش می دهد. چنین الیاف ممکن است به دلیل انعطاف پذیری کافی در دامنه استفاده از آنها در برنامه های عملی محدود باشد.

3. دامنه اضافی بهینه
بر اساس تجزیه و تحلیل فوق ، دامنه اضافی بهینه Masterbatch Black Carbon معمولاً بین 2 ٪ تا 5 ٪ است. در این محدوده ، استحکام و انعطاف پذیری فیبر می تواند به تعادل خوبی برسد و پراکندگی ذرات سیاه کربن نیز خوب است ، که می تواند بازی کامل را به جلوه های تقویت کننده و عملکردی آن ارائه دهد.

4. پیشنهادات بهینه سازی در تولید واقعی
بهینه سازی پراکندگی: در تولید واقعی ، باید اطمینان حاصل شود که Masterbatch کربن سیاه پراکندگی خوبی دارد. تجهیزات اختلاط کارآمد (مانند اکسترودرهای دوقلو) و فرآیندهای تولید بهینه شده می توانند برای اطمینان از توزیع ذرات سیاه کربن به طور مساوی در ماتریس فیبر استفاده شوند.
بازرسی کیفیت: قدرت و انعطاف پذیری فیبر در زمان واقعی از طریق تجهیزات آزمایش آنلاین کنترل می شود تا اطمینان حاصل شود که نسبت اضافی در محدوده بهینه است و فرآیند تولید با توجه به نتایج آزمون تنظیم می شود.
تطبیق تقاضای درخواست: با توجه به الزامات خاص کاربردهای غیر مشبک های Spunbond (مانند بسته بندی ، کشاورزی ، مراقبت های پزشکی و بهداشتی و غیره) ، نسبت اضافی کربن سیاه تنظیم می شود. به عنوان مثال ، برای سناریوهای کاربردی که به استحکام بیشتری نیاز دارند ، می توان نسبت اضافی را به طور مناسب افزایش داد. در حالی که برای سناریوهایی با نیاز انعطاف پذیری بالاتر ، باید با نسبت پایین تر کنترل شود .