Termiškai surišti verpiniai kompoziciniai procesai sujungia pluoštus ar medžiagas su atskiromis savybėmis, kad būtų pasiektas daugiafunkcionalumas (pvz., Didelis stiprumas, elastingumas, laidumas). Žemiau pateikiami išsamūs diegimo metodai ir pagrindiniai techniniai aspektai:
I. „Core-Sheath“ verpalų gamybos procesas
Struktūrinės savybės: Aukštos kokybės pluošto šerdis (pvz., Aramidas, stiklo pluoštas) padengta termoplastiniu polimero apvalkalu (pvz., TPU, PA).
Pagrindiniai veiksmai ir technologijos:
Pagrindinis išankstinis gydymas:
Pagrindinių medžiagų pasirinkimas: Aukšto modulio pluoštai (anglies pluoštas, plieninė viela) arba funkciniai pluoštai (laidūs, antimikrobiniai).
Paviršiaus modifikacija: Plazmos apdorojimas arba cheminės dangos (pvz.
Apvalkalo lydymosi danga:
Bendrosios ekstrakcijos štampo dizainas:
Koncentrinis dvigubo kanalo antgalis su nepriklausoma temperatūros valdymu šerdies ir apvalkalo lydymosi metu (temperatūros skirtumas mažesnis arba lygus 10 laipsnių).
Kūginis apvalkalo lydymosi kanalas, kad būtų sumažintas sąsajos šlyties įtempis.
Proceso parametrai:
Apvalkalo lydymosi klampumas (MFI) turi būti mažesnis už pagrindinę medžiagą, kad būtų išvengta šerdies poslinkio (pvz., TPU apvalkalas MFI =15 g/10min; anglies pluošto šerdis, įkaitintas iki 200 laipsnių).
Sinchronizuotas krovinio greičio ir išspaudimo greičio valdymas (klaida<±0.5%).
Linijinis kompozicinis ir aušinimas:
Dviejų pakopų aušinimo sistema:
Pirminis aušinimas: Oro aušinimas (20–25 laipsnių), kad būtų galima greitai kietėti.
Antrinis aušinimas: Vandens vonia (40–50 laipsnių), kad būtų galima reguliuoti kristališkumą ir sumažinti vidinį stresą.
Taikymo pavyzdys:
Anglies pluošto/TPU šerdies šerdies verpalai, skirti išmaniesiems tekstilės deformacijų jutikliams: TPU apvalkalas suteikia elastingumą, o anglies pluošto šerdis įgalina laidumą.
Ii. Dengtas verpalų gamybos procesas
Struktūrinės savybės: Elastiškas gijų šerdis (pvz., Spandeksas) yra suvyniotas su termoplastiniais trumpais pluoštais arba gijomis (pvz., PET, PP).
Pagrindiniai veiksmai ir technologijos:
Pagrindinis išankstinis rašymas:
„Spandex“ branduolio brėžinio santykis: 300–500%, stabilizuotas per kaitinamus ritinėlius (60–80 laipsnių), kad būtų užtikrintas elastinis atkūrimas.
Išorinio sluoksnio dengimo metodai:
Oro danga:
Aukšto slėgio oro srautas ({0. 3-0. 5 MPa) apvynioja trumpus pluoštus ant šerdies, tinkamos dideliems siūlams (pvz., Šiluminiai audiniai).
Mechaninė danga:
Gijos spiralės apvyniotos aplink šerdį per tuščiavidurį verpstę (spiralės kampas: 30–45 laipsnis), idealiai tinka aukšto stiprumo pramoniniams siūlams.
Šiluminis ryšys:
Infraraudonųjų spindulių kaitinimas (2–5 μm bangos ilgis iš dalies ištirpsta termoplastinio išorinio sluoksnio, įgalindamas „suvirinimą“, skverbdamiesi į šerdies spragas.
Temperatūros kontrolė: Šiek tiek virš termoplastinio lydymosi taško (pvz., PET ištirpsta 260 laipsnių; kaitinama iki 265–270 laipsnių).
Taikymo pavyzdys:
„Spandex“/„Pet“ dengti verpalai sportinėms aprangai: „Spandex“ suteikia elastingumą, o PET išorinis sluoksnis padidina atsparumą dilimui ir dažymui.
Iii. Techniniai iššūkiai ir sprendimai
| Iššūkis | Pagrindinė priežastis | Sprendimas |
|---|---|---|
| Tarpfazinis delaminavimas | Nesuderintas šiluminis išsiplėtimas (pvz., PA6 ir plienas) | Įpilkite suderinamųjų (pvz., Maleino anhidridų skiepytų polimerų). |
| Nevienoda danga | Įtempimo svyravimai oro/mechaninės dangos danga | Dinaminiai įtempimo jutikliai + servo variklio uždaros ciklo valdymas (± 0. 1N tikslumas). |
| Pagrindiniai lūžiai | Molekulinės grandinės plyšimas spandekse esant aukštam piešimui | Laipsniško gradiento piešimo (pvz., 50% → 100% → 300%). |
| Didelės energijos suvartojimas | Energijos praradimas tirpimo/aušinimo metu | Šilumos vamzdžių šilumos atkūrimas (20–30% energijos taupymas). |
Iv. Pažangios kompozicinės technologijos
Daugiakomponentis elektrospinavimas:
Koaksialinis elektrospinavimas esant aukštai įtampai (50–80 kV), kad gautų nanoskalės kompozicinius pluoštus (skersmuo<500 nm).
3D atspausdinta danga:
Suskaidyto nusodinimo modeliavimas (FDM), skirtas sluoksnio šerdies dangai, įgalinant pritaikytas struktūras (pvz.
Intelektualus proceso stebėjimas:
Lazerio difrakcija realaus laiko dangos storio analizei su AI varomais parametrų reguliavimais.
V. Kokybės kontrolės standartai
Tarpfazinis jungties stiprumas:
ASTM D1876 T-PEEL testas: minimalus reikalavimas didesnis arba lygus 5 N/cm.
Dengimo aprėptis:
Mikroskopinės vaizdo analizė: didesnė arba lygi 95% tekstilės gaminiai; Didesnis arba lygus 99% pramoninėms reikmėms.
Elastinis atkūrimo greitis:
„Spandex“ šerdies verpalai po 5- ciklo tempimo (300% deformacija): atkūrimo greitis didesnis arba lygus 90%.
Termiškai surištų verpalų kompozitų sėkmė priklausoMedžiagos suderinamumas, tarpfazinis valdymo tikslumas, irenergijos efektyvumas. Tokios naujovės kaip nanodalys padengtas anti-Stick mirtimi, dinaminės įtempimo sistemos ir intelektuali temperatūros valdymas įgalina stabilią, didelio pralaidumo gamybą. Ateities tendencijos apima:
Biologiškai pagrindu pagamintos terminės lipnios medžiagos(pvz., PLA apvalkalai), siekiant sumažinti anglies pėdsaką;
Daugiafunkciniai kompozitai(laidus/antibakterinis/fazinis keitimas) medicininėms ir kosmoso naudojimosi.
