Wat is het effect van de toevoegingsverhouding van koolstofzwarte masterbatch op de sterkte en flexibiliteit van de vezel?

Bij de productie van spunbond nonwovens heeft de toevoegingsverhouding van koolstofzwarte masterbatch een significant effect op de sterkte en flexibiliteit van de vezel. Als functioneel additief kan Carbon Black de vezel niet alleen een zwart uiterlijk geven, maar ook de fysieke eigenschappen en weerweerstand van de vezel verbeteren. Het volgende is een gedetailleerde analyse van het effect van de toevoegingsverhouding op vezelprestaties:

Niet-geweven stoffen Spunbond Nonwovens Carbon Black MasterBatch

1. Het effect van koolstof zwarte masterbatch op vezelsterkte

Lage toevoegingsverhouding (0,5% - 2%):
Beperkte sterkteverbetering: bij een lage toevoegingsverhouding is de verdeling van koolstofzwarte deeltjes in de vezelmatrix relatief schaars en is het effect op het verbeteren van de totale sterkte van de vezel beperkt.
Goede dispersie: lage toevoegingsverhouding helpt koolstof zwarte deeltjes om beter te worden verspreid in de polypropyleenmatrix, waardoor deeltjesaggregatie wordt verminderd, waardoor spanningsconcentratiepunten worden veroorzaakt door deeltjesaggregatie en de vezelsterkte is relatief stabiel.

Medium extra verhouding (2% - 5%):
Aanzienlijk verbeterde sterkte: naarmate de toevoegingsverhouding toeneemt, vormen koolstofzwarte deeltjes meer fysieke verbindingspunten in de vezelmatrix, die de treksterkte en modulus van de vezel kunnen verbeteren.
Optimale toevoegingsbereik: studies hebben aangetoond dat wanneer de toevoegingsverhouding tussen 2% en 5% ligt, de sterkte en taaiheid van de vezel meestal een goed evenwicht kan bereiken. Op dit moment is de dispersie van koolstofzwarte deeltjes nog steeds goed en het versterkende effect op de vezel is het meest significant.

Hoge toevoegingsverhouding (> 5%):
De sterkte kan afnemen: wanneer de toevoegingsverhouding te hoog is, kunnen koolstof zwarte deeltjes aggregeren om grotere clusters te vormen. Deze clusters worden spanningsconcentratiepunten in de vezel, waardoor de vezel gemakkelijker breken tijdens het strekken en de sterkte zal in plaats daarvan afnemen.
De verwerkingsproblemen verhogen: hoge toevoegingsverhoudingen kunnen problemen veroorzaken, zoals het verstoppen van spinners tijdens vezelverwerking, het beïnvloeden van de productie -efficiëntie en vezelkwaliteit.

2. Effect van koolstof zwarte masterbatch op vezelflexibiliteit
Lage toevoegingsverhouding (0,5% - 2%):
Flexibiliteit verandert niet veel: bij lage toevoegingsverhoudingen hebben koolstofzwarte deeltjes weinig effect op vezelflexibiliteit en de vezelflexibiliteit is vergelijkbaar met die zonder koolstof zwarte toevoeging.

Medium extra verhouding (2% - 5%):
De flexibiliteit is enigszins afgenomen: naarmate de toevoegingsverhouding toeneemt, vormen koolstofzwarte deeltjes meer verbindingspunten in de vezelmatrix, die de flexibiliteit van de vezel tot op zekere hoogte zullen beperken. Dit effect ligt echter meestal binnen een acceptabel bereik en de vezel kan nog steeds een goede flexibiliteit behouden.

Hoge toevoegingsverhouding (> 5%):
De flexibiliteit neemt aanzienlijk af: een te hoge toevoegingsverhouding zal ervoor zorgen dat koolstof zwarte deeltjes aggregeren, waardoor meer harde gebieden in de vezel worden gevormd, wat de flexibiliteit van de vezel aanzienlijk vermindert. Dergelijke vezels kunnen beperkt zijn in hun gebruik in praktische toepassingen vanwege onvoldoende flexibiliteit.

3. Optimaal toevoegingsbereik
Op basis van de bovenstaande analyse ligt het optimale toevoegingsbereik van koolstofzwarte masterbatch meestal tussen 2% en 5%. Binnen dit bereik kan de sterkte en flexibiliteit van de vezel een goede balans bereiken, en de dispersie van koolstofzwarte deeltjes is ook goed, wat volledig kan spelen aan de versterkende en functionaliserende effecten.

4. Suggesties voor optimalisatie in de werkelijke productie
Dispersie -optimalisatie: in de werkelijke productie moet worden gewaarborgd dat de koolstof zwarte masterbatch een goede dispersie heeft. Efficiënte mengapparatuur (zoals extruders met dubbele schroef) en geoptimaliseerde productieprocessen kunnen worden gebruikt om ervoor te zorgen dat koolstofzwarte deeltjes gelijkmatig worden verdeeld in de vezelmatrix.
Kwaliteitsinspectie: de sterkte en flexibiliteit van de vezel worden in realtime gemonitord via online testapparatuur om ervoor te zorgen dat de toevoegingsverhouding binnen het optimale bereik ligt en het productieproces in de tijd wordt aangepast volgens de testresultaten.
De aanpassing van de aanvraagvraag: volgens de specifieke toepassingsvereisten van spunbond -nonwovens (zoals verpakking, landbouw, medische en gezondheidszorg, enz.), Is de toevoegingsverhouding van koolstofzwart aangepast. Voor toepassingsscenario's die een hogere sterkte vereisen, kan de toevoegingsverhouding bijvoorbeeld op de juiste manier worden verhoogd; terwijl voor scenario's met hogere flexibiliteitseisen, het moet worden geregeld in een lagere verhouding.