Apa efek dari rasio penambahan karbon hitam masterbatch pada kekuatan dan fleksibilitas serat?

Dalam produksi Spunbond nonwovens, rasio penambahan karbon Black MasterBatch memiliki efek yang signifikan pada kekuatan dan fleksibilitas serat. Sebagai aditif fungsional, karbon hitam tidak hanya dapat memberikan serat penampilan hitam, tetapi juga meningkatkan sifat fisik dan ketahanan cuaca serat. Berikut ini adalah analisis terperinci tentang efek rasio penambahan pada kinerja serat:

Kain non-anyaman Spunbond Nonwovens Carbon Black Masterbatch

1. Pengaruh Karbon Black MasterBatch pada Kekuatan Serat

Rasio penambahan rendah (0,5% - 2%):
Peningkatan Kekuatan Terbatas: Pada rasio penambahan rendah, distribusi partikel karbon hitam dalam matriks serat relatif jarang, dan efeknya pada peningkatan kekuatan keseluruhan serat terbatas.
Dispersi yang baik: Rasio penambahan rendah membantu partikel karbon hitam menjadi lebih baik terdispersi dalam matriks polypropylene, mengurangi agregasi partikel, sehingga menghindari titik konsentrasi tegangan yang disebabkan oleh agregasi partikel, dan kekuatan serat relatif stabil.

Rasio Penambahan Sedang (2% - 5%):
Kekuatan yang meningkat secara signifikan: Ketika rasio penambahan meningkat, partikel karbon hitam membentuk lebih banyak titik koneksi fisik dalam matriks serat, yang dapat meningkatkan kekuatan tarik dan modulus serat.
Kisaran penambahan yang optimal: Studi telah menunjukkan bahwa ketika rasio penambahan adalah antara 2% dan 5%, kekuatan dan ketangguhan serat biasanya dapat mencapai keseimbangan yang baik. Pada saat ini, dispersi partikel karbon hitam masih baik, dan efek penguat pada serat paling signifikan.

Rasio Penambahan Tinggi (> 5%):
Kekuatan dapat berkurang: Ketika rasio penambahan terlalu tinggi, partikel karbon hitam dapat berkumpul untuk membentuk kelompok yang lebih besar. Cluster ini akan menjadi titik konsentrasi stres di dalam serat, menyebabkan serat pecah lebih mudah selama peregangan, dan kekuatan akan berkurang sebagai gantinya.
Kesulitan pemrosesan meningkat: Rasio penambahan yang tinggi dapat menyebabkan masalah seperti penyumbatan pemintal selama pemrosesan serat, mempengaruhi efisiensi produksi dan kualitas serat.

2. Pengaruh Karbon Black MasterBatch pada Fleksibilitas Serat
Rasio penambahan rendah (0,5% - 2%):
Fleksibilitas tidak banyak berubah: pada rasio penambahan rendah, partikel karbon hitam memiliki sedikit efek pada fleksibilitas serat, dan fleksibilitas serat mirip dengan yang tanpa penambahan karbon hitam.

Rasio Penambahan Sedang (2% - 5%):
Fleksibilitas sedikit menurun: Ketika rasio penambahan meningkat, partikel karbon hitam membentuk lebih banyak titik koneksi dalam matriks serat, yang akan membatasi fleksibilitas serat sampai batas tertentu. Namun, efek ini biasanya dalam kisaran yang dapat diterima, dan serat masih dapat mempertahankan fleksibilitas yang baik.

Rasio Penambahan Tinggi (> 5%):
Fleksibilitas menurun secara signifikan: Rasio penambahan yang terlalu tinggi akan menyebabkan partikel karbon hitam agregat, membentuk area yang lebih keras di dalam serat, yang secara signifikan mengurangi fleksibilitas serat. Serat tersebut mungkin terbatas dalam ruang lingkup penggunaannya dalam aplikasi praktis karena fleksibilitas yang tidak memadai.

3. Rentang penambahan yang optimal
Berdasarkan analisis di atas, kisaran penambahan optimal karbon Black MasterBatch biasanya antara 2% dan 5%. Dalam kisaran ini, kekuatan dan fleksibilitas serat dapat mencapai keseimbangan yang baik, dan dispersi partikel karbon hitam juga baik, yang dapat memberikan permainan penuh pada efek penguat dan fungsionalisasi.

4. Saran optimasi dalam produksi aktual
Optimalisasi dispersi: Dalam produksi aktual, harus dipastikan bahwa karbon Black MasterBatch memiliki dispersi yang baik. Peralatan pencampuran yang efisien (seperti ekstruder sekrup kembar) dan proses produksi yang dioptimalkan dapat digunakan untuk memastikan bahwa partikel karbon hitam didistribusikan secara merata dalam matriks serat.
Inspeksi Kualitas: Kekuatan dan fleksibilitas serat dipantau secara real time melalui peralatan pengujian online untuk memastikan bahwa rasio penambahan berada dalam kisaran optimal, dan proses produksi disesuaikan dalam waktu sesuai dengan hasil tes.
Pencocokan Permintaan Aplikasi: Menurut persyaratan aplikasi spesifik spunbond nonwovens (seperti pengemasan, pertanian, perawatan medis dan kesehatan, dll.), Rasio penambahan karbon hitam disesuaikan. Misalnya, untuk skenario aplikasi yang membutuhkan kekuatan lebih tinggi, rasio penambahan dapat ditingkatkan dengan tepat; Sementara untuk skenario dengan persyaratan fleksibilitas yang lebih tinggi, itu perlu dikontrol dengan rasio yang lebih rendah.