Proses komposit benang terikat termal menggabungkan serat atau bahan dengan sifat yang berbeza untuk mencapai pelbagai fungsi (contohnya, kekuatan tinggi, keanjalan, kekonduksian). Berikut adalah kaedah pelaksanaan terperinci dan pertimbangan teknikal utama:
I. proses pengeluaran benang teras
Ciri -ciri struktur: Teras serat berprestasi tinggi (contohnya, aramid, serat kaca) disalut dengan sarung polimer termoplastik (misalnya, TPU, PA).
Langkah dan Teknologi Utama:
Pra-rawatan teras:
Pemilihan bahan teras: Serat modulus tinggi (serat karbon, dawai keluli) atau serat berfungsi (konduktif, antimikrob).
Pengubahsuaian permukaan: Rawatan plasma atau salutan kimia (contohnya, agen gandingan silane) untuk meningkatkan lekatan teras.
Salutan meleleh:
Reka bentuk mati bersama:
Muncung dwi-saluran sepusat dengan kawalan suhu bebas untuk cair teras dan sarung (perbezaan suhu kurang daripada atau sama dengan 10 darjah).
Saluran cair yang meruncing untuk mengurangkan tekanan ricih antara muka.
Parameter proses:
Sarung cair kelikatan (MFI) mestilah lebih rendah daripada bahan teras untuk mengelakkan anjakan teras (contohnya, TPU sarung MFI =15 g/10min; teras serat karbon dipanaskan hingga 200 darjah).
Kawalan disegerakkan kelajuan dan kadar penyemperitan (ralat<±0.5%).
Komposit dan penyejukan dalam talian:
Sistem penyejukan dua peringkat:
Penyejukan utama: Penyejukan udara (20-25 darjah) untuk pemejalan permukaan sarung pesat.
Penyejukan sekunder: Mandi air (40-50 darjah) untuk mengawal selia kristal dan meminimumkan tekanan dalaman.
Contoh permohonan:
Benang Serat Karbon/TPU Core-Sarn untuk Sensor Strain Tekstil Pintar: TPU Sarung memberikan keanjalan, manakala teras serat karbon membolehkan kekonduksian.
Ii. Proses pengeluaran benang yang dilindungi
Ciri -ciri struktur: Inti filamen elastik (contohnya, spandeks) dibungkus secara helai dengan serat pendek atau filamen termoplastik (contohnya, PET, pp).
Langkah dan Teknologi Utama:
Pra-penggambaran teras:
Nisbah penggubalan teras spandeks: 300-500%, stabil melalui penggelek yang dipanaskan (60-80 darjah) untuk memastikan pemulihan elastik.
Kaedah penutup lapisan luar:
Penutup udara:
Airflow tekanan tinggi (0. 3-0.
Penutup mekanikal:
Filamen Spiral-dibungkus di sekitar teras melalui spindle berongga (sudut helix: 30-45 darjah), sesuai untuk benang industri berkekuatan tinggi.
Ikatan haba:
Pemanasan inframerah (panjang gelombang 2-5 μm) sebahagiannya mencairkan lapisan luar termoplastik, membolehkan "kimpalan tempat" dengan menembusi jurang teras.
Kawalan Suhu: Sedikit di atas titik lebur termoplastik (contohnya, PET mencairkan pada 260 darjah; dipanaskan hingga 265-270 darjah).
Contoh permohonan:
Benang Spandex/PET dilindungi untuk pakaian sukan: Spandex memberikan keanjalan, manakala lapisan luar haiwan kesayangan meningkatkan rintangan lelasan dan kebolehtelapan.
Iii. Cabaran dan penyelesaian teknikal
| Cabaran | Punca akar | Penyelesaian |
|---|---|---|
| Delaminasi interfacial | Pengembangan haba yang tidak sesuai (misalnya, PA6 vs. Steel) | Tambah kompatibilizer (contohnya, polimer anhydride maleic). |
| Salutan bukan seragam | Turun naik ketegangan dalam penutup udara/mekanikal | Sensor ketegangan dinamik + Servo Motor Control Control (± 0. 1n Precision). |
| Kerosakan teras | Pecah rantai molekul di spandeks di bawah penggubalan tinggi | Penggubalan kecerunan stepwise (contohnya, 50% → 100% → 300%). |
| Penggunaan tenaga yang tinggi | Kehilangan tenaga semasa lebur/penyejukan | Pemulihan haba paip haba (penjimatan tenaga 20-30%). |
Iv. Teknologi Komposit Lanjutan
Electrospinning pelbagai komponen:
Electrospinning sepaksi di bawah voltan tinggi (50-80 kV) untuk menghasilkan gentian komposit nanoscale (diameter<500 nm).
Salutan dicetak 3D:
Pemodelan pemendapan yang bersatu (FDM) untuk lapisan teras lapisan demi lapisan, yang membolehkan struktur tersuai (contohnya, sarung kemerosotan kecerunan).
Pemantauan proses pintar:
Difraksi laser untuk analisis ketebalan salutan masa nyata, dengan pelarasan parameter AI-didorong.
V. Standard Kawalan Kualiti
Kekuatan ikatan interfacial:
ASTM D1876 Ujian T-PEEL: Keperluan minimum lebih besar daripada atau sama dengan 5 N/cm.
Liputan salutan:
Analisis imej mikroskopik: Lebih besar daripada atau sama dengan 95% untuk tekstil; Lebih besar daripada atau sama dengan 99% untuk aplikasi perindustrian.
Kadar pemulihan elastik:
Benang teras spandeks selepas 5- regangan kitaran (strain 300%): kadar pemulihan lebih besar daripada atau sama dengan 90%.
Kejayaan komposit benang terikat termal bergantung padakeserasian bahan, Ketepatan kawalan interfacial, dankecekapan tenaga. Inovasi seperti nano bersalut anti-melekat mati, sistem ketegangan dinamik, dan kawalan suhu pintar membolehkan pengeluaran stabil, tinggi. Trend masa depan termasuk:
Bahan pelekat termal berasaskan bio(contohnya, sarung PLA) untuk mengurangkan jejak karbon;
Komposit pelbagai fungsi(konduktif/antibakteria/perubahan fasa) untuk aplikasi perubatan dan aeroangkasa.
