Proses komposit benang terikat termal menggabungkan serat atau bahan dengan sifat berbeda untuk mencapai multifungsi (misalnya, kekuatan tinggi, elastisitas, konduktivitas). Di bawah ini adalah metode implementasi terperinci dan pertimbangan teknis utama:
I. Proses produksi benang inti
Fitur struktural: Inti serat berkinerja tinggi (misalnya, aramid, serat kaca) dilapisi dengan selubung polimer termoplastik (misalnya, TPU, PA).
Langkah dan Teknologi Kunci:
Pra-Perawatan Inti:
Pemilihan materi inti: Serat modulus tinggi (serat karbon, kawat baja) atau serat fungsional (konduktif, antimikroba).
Modifikasi permukaan: Perawatan plasma atau pelapis kimia (misalnya, agen kopling silan) untuk meningkatkan adhesi inti-selubung.
Lapisan meleleh selubung:
Desain co-extrusion die:
Nozzle saluran ganda konsentris dengan kontrol suhu independen untuk meleleh inti dan selubung (perbedaan suhu kurang dari atau sama dengan 10 derajat).
Saluran meleleh selubung meruncing untuk mengurangi stres geser antarmuka.
Parameter proses:
Viskositas meleleh selubung (MFI) harus lebih rendah dari bahan inti untuk mencegah perpindahan inti (misalnya, selubung TPU MFI =15 g/10 menit; inti serat karbon dipanaskan hingga 200 derajat).
Kontrol yang disinkronkan dari kecepatan pengangkutan dan laju ekstrusi (kesalahan<±0.5%).
Komposit dan pendinginan in-line:
Sistem pendingin dua tahap:
Pendinginan primer: Pendinginan udara (20-25 derajat) untuk pemadatan permukaan selubung cepat.
Pendinginan sekunder: Mandi air (40-50 derajat) untuk mengatur kristalinitas dan meminimalkan stres internal.
Contoh aplikasi:
Benang selubung inti serat/TPU untuk sensor regangan tekstil pintar: selubung TPU memberikan elastisitas, sedangkan inti serat karbon memungkinkan konduktivitas.
Ii. Proses produksi benang tertutup
Fitur struktural: Inti filamen elastis (misalnya, spandex) dibungkus dengan serat atau filamen pendek termoplastik (misalnya, PET, pp).
Langkah dan Teknologi Kunci:
Pra-menyusun inti:
Rasio penyusunan inti spandex: 300–500%, distabilkan melalui rol yang dipanaskan (60-80 derajat) untuk memastikan pemulihan elastis.
Metode penutup lapisan luar:
Penutup udara:
Aliran udara bertekanan tinggi (0. 3-0. 5 MPa) membungkus serat pendek ke inti, cocok untuk benang tebal (misalnya, kain termal).
Penutup mekanis:
Filamen dibungkus spiral di sekitar inti melalui spindle berongga (sudut helix: 30–45 derajat), ideal untuk benang industri berkekuatan tinggi.
Ikatan termal:
Pemanasan inframerah (panjang gelombang 2–5 μm) sebagian melelehkan lapisan luar termoplastik, memungkinkan "pengelasan spot" dengan menembus celah inti.
Kontrol Suhu: Sedikit di atas titik leleh termoplastik (misalnya, PET meleleh pada 260 derajat; dipanaskan hingga 265-270 derajat).
Contoh aplikasi:
SPANDEX/PET Covered Yarn for Sportswear: Spandex menyediakan elastisitas, sedangkan lapisan luar hewan peliharaan meningkatkan resistensi abrasi dan kemampuan mewah.
AKU AKU AKU. Tantangan dan solusi teknis
| Tantangan | Akar penyebab | Larutan |
|---|---|---|
| Delaminasi antarmuka | Ekspansi termal yang tidak cocok (misalnya, PA6 vs Baja) | Tambahkan kompatibilis (misalnya, polimer anhidrida-anhidrida). |
| Lapisan yang tidak seragam | Fluktuasi ketegangan di udara/penutup mekanis | Sensor Ketegangan Dinamis + Kontrol Loop Tertutup Motor Servo (± 0. 1n Precision). |
| Kerusakan inti | Ruptur rantai molekuler di spandex di bawah penyusunan tinggi | Penyusunan gradien bertahap (misalnya, 50% → 100% → 300%). |
| Konsumsi energi tinggi | Kehilangan energi selama pencairan/pendinginan | Pemulihan panas limbah pipa panas (20-30% penghematan energi). |
Iv. Teknologi Komposit Lanjutan
Elektrospinning multi-komponen:
Electrospinning koaksial di bawah tegangan tinggi (50-80 kV) untuk menghasilkan serat komposit skala nano (diameter<500 nm).
Lapisan 3D-dicetak:
FULED DEPOSIST Pemodelan (FDM) untuk lapisan inti lapisan demi lapis, memungkinkan struktur yang disesuaikan (misalnya, selubung hardness gradient-hardness).
Pemantauan Proses Cerdas:
Difraksi laser untuk analisis ketebalan lapisan waktu nyata, dengan penyesuaian parameter yang digerakkan AI.
V. Standar Kontrol Kualitas
Kekuatan ikatan antarmuka:
ASTM D1876 Tes T-Peel: Persyaratan minimum lebih besar dari atau sama dengan 5 N/cm.
Cakupan pelapis:
Analisis gambar mikroskopis: lebih besar dari atau sama dengan 95% untuk tekstil; Lebih besar dari atau sama dengan 99% untuk aplikasi industri.
Tingkat pemulihan elastis:
Benang inti spandex setelah 5- peregangan siklus (strain 300%): Tingkat pemulihan lebih besar dari atau sama dengan 90%.
Keberhasilan komposit benang terikat termalkompatibilitas material, Presisi kontrol antarmuka, danefisiensi energi. Inovasi seperti mati anti-stick berlapis nano, sistem ketegangan dinamis, dan kontrol suhu cerdas memungkinkan produksi throughput tinggi yang stabil. Tren masa depan meliputi:
Bahan perekat termal berbasis bio(misalnya, selubung PLA) untuk mengurangi jejak karbon;
Komposit multifungsi(konduktif/antibakteri/fase-perubahan) untuk aplikasi medis dan kedirgantaraan.
