กระบวนการคอมโพสิตเส้นด้ายที่ถูกผูกมัดด้วยความร้อนรวมเส้นใยหรือวัสดุที่มีคุณสมบัติที่แตกต่างกันเพื่อให้ได้มัลติฟังก์ชั่น (เช่นความแข็งแรงสูงความยืดหยุ่นความเป็นผู้นำ) ด้านล่างนี้เป็นวิธีการใช้งานโดยละเอียดและการพิจารณาทางเทคนิคที่สำคัญ:
I. กระบวนการผลิตเส้นด้ายแกนกลาง
คุณสมบัติเชิงโครงสร้าง: แกนไฟเบอร์ที่มีประสิทธิภาพสูง (เช่นอะรามิด, เส้นใยแก้ว) ถูกเคลือบด้วยปลอกอุณหภูมิพอลิเมอร์ (เช่น TPU, PA)
ขั้นตอนและเทคโนโลยีที่สำคัญ:
หลักก่อนการรักษา:
การเลือกวัสดุหลัก: เส้นใยสูงโมดูล (คาร์บอนไฟเบอร์, ลวดเหล็ก) หรือเส้นใยที่ใช้งานได้ (นำไฟฟ้า, ยาต้านจุลชีพ)
การดัดแปลงพื้นผิว: การบำบัดด้วยพลาสมาหรือสารเคลือบสารเคมี (เช่นตัวแทนการมีเพศสัมพันธ์ของไซเลน) เพื่อเพิ่มการยึดเกาะของแกนหลัก
ปลอกละลาย:
การออกแบบการตายร่วมกัน:
หัวฉีดแบบศูนย์กลางศูนย์กลางที่มีการควบคุมอุณหภูมิอิสระสำหรับแกนและฝักละลาย (ความแตกต่างของอุณหภูมิน้อยกว่าหรือเท่ากับ 10 องศา)
Suheath Melt Channel เพื่อลดความเครียดแรงเฉือนแบบอินเทอร์เซียล
พารามิเตอร์กระบวนการ:
ความหนืดหลั่งละลาย (MFI) จะต้องต่ำกว่าวัสดุหลักเพื่อป้องกันการกระจัดหลัก (เช่น TPU Sheath Mfi =15 g/10min; คาร์บอนไฟเบอร์คอร์อุ่นที่ 200 องศา)
การควบคุมความเร็วสูงและอัตราการอัดขึ้นรูป (ข้อผิดพลาด<±0.5%).
คอมโพสิตในบรรทัดและการระบายความร้อน:
ระบบระบายความร้อนสองขั้นตอน:
การระบายความร้อนขั้นต้น: การระบายความร้อนของอากาศ (20–25 องศา) สำหรับการแข็งตัวของพื้นผิวฝักอย่างรวดเร็ว
การระบายความร้อนรอง: อ่างน้ำ (40–50 องศา) เพื่อควบคุมผลึกและลดความเครียดภายใน
ตัวอย่างแอปพลิเคชัน:
เส้นด้ายคาร์บอนไฟเบอร์/TPU Core-Sheath สำหรับเซ็นเซอร์สายพันธุ์สิ่งทออัจฉริยะ: SHEATH TPU ให้ความยืดหยุ่นในขณะที่แกนคาร์บอนไฟเบอร์ช่วยให้สามารถนำไฟฟ้าได้
ii. กระบวนการผลิตเส้นด้ายที่ครอบคลุม
คุณสมบัติเชิงโครงสร้าง: แกนเส้นใยยืดหยุ่น (เช่นสแปนเด็กซ์) ถูกห่อหุ้มด้วยเส้นใยสั้นหรือเส้นใยเทอร์โมพลาสติกหรือเส้นใย (เช่น PET, PP)
ขั้นตอนและเทคโนโลยีที่สำคัญ:
การพุ่งออกมาก่อน:
อัตราส่วนการร่างหลักสแปนเด็กซ์: 300–500%, เสถียรผ่านลูกกลิ้งอุ่น (60–80 องศา) เพื่อให้แน่ใจว่าการฟื้นตัวแบบยืดหยุ่น
วิธีครอบคลุมเลเยอร์ด้านนอก:
อากาศปกคลุม:
การไหลของอากาศแรงดันสูง (0. 3-0. 5 MPa) ห่อเส้นใยสั้นลงบนแกนกลางเหมาะสำหรับเส้นด้ายขนาดใหญ่ (เช่นผ้าความร้อน)
เครื่องกลไก:
เส้นใยเกลียวล้อมรอบแกนกลางผ่านแกนกลวง (มุมเกลียว: 30–45 องศา) เหมาะสำหรับเส้นด้ายอุตสาหกรรมที่มีความแข็งแรงสูง
พันธะความร้อน:
ความร้อนจากอินฟราเรด (ความยาวคลื่น 2–5 μm) บางส่วนละลายชั้นนอกเทอร์โมพลาสติกทำให้ "การเชื่อมจุด" โดยการเจาะช่องว่างหลัก
การควบคุมอุณหภูมิ: เหนือจุดหลอมเหลวเล็กน้อยของเทอร์โมพลาสติก (เช่นสัตว์เลี้ยงละลายที่ 260 องศา; ร้อนถึง 265–270 องศา)
ตัวอย่างแอปพลิเคชัน:
เส้นด้ายสแปนเด็กซ์/PET ที่ปกคลุมไปด้วยชุดกีฬา: สแปนเด็กซ์ให้ความยืดหยุ่นในขณะที่ชั้นนอกของสัตว์เลี้ยงช่วยเพิ่มความต้านทานต่อการเสียดสีและความสามารถในการย้อม
iii. ความท้าทายทางเทคนิคและการแก้ปัญหา
| ท้าทาย | สาเหตุที่แท้จริง | สารละลาย |
|---|---|---|
| การแยกแยะ | การขยายตัวทางความร้อนที่ไม่ตรงกัน (เช่น PA6 กับเหล็ก) | เพิ่ม compatibilizers (เช่นโพลีเมอร์ maleic anhydride กราฟต์) |
| การเคลือบแบบไม่สม่ำเสมอ | ความผันผวนของความตึงเครียดในการปิดอากาศ/เครื่องจักรกล | เซ็นเซอร์ความตึงแบบไดนามิก + เซอร์โวมอเตอร์ควบคุมวงปิด (± 0. 1n ความแม่นยำ) |
| การแตกหลัก | การแตกของห่วงโซ่โมเลกุลในสแปนเด็กซ์ภายใต้การร่างสูง | การร่างการไล่ระดับสีแบบขั้นตอน (เช่น 50% → 100% → 300%) |
| การใช้พลังงานสูง | การสูญเสียพลังงานในระหว่างการหลอมละลาย/ระบายความร้อน | การกู้คืนความร้อนจากท่อความร้อน (ประหยัดพลังงาน 20-30%) |
iv. เทคโนโลยีคอมโพสิตขั้นสูง
อิเล็กโตรสปินหลายองค์ประกอบ:
coaxial electrospinning ภายใต้แรงดันสูง (50–80 kV) เพื่อผลิตเส้นใยคอมโพสิตระดับนาโน (เส้นผ่านศูนย์กลาง<500 nm).
การเคลือบ 3 มิติ:
การสร้างแบบจำลองการสะสมของการหลอมรวม (FDM) สำหรับการเคลือบแกนแบบเลเยอร์ต่อชั้นช่วยให้โครงสร้างที่กำหนดเอง (เช่นปลอกไล่ระดับสีไล่ระดับสี)
การตรวจสอบกระบวนการอัจฉริยะ:
เลเซอร์การเลี้ยวเบนสำหรับการวิเคราะห์ความหนาของการเคลือบแบบเรียลไทม์พร้อมการปรับพารามิเตอร์ที่ขับเคลื่อนด้วย AI
V. มาตรฐานการควบคุมคุณภาพ
ความแข็งแรงของพันธะ:
ASTM D1876 การทดสอบ T-Peel: ข้อกำหนดขั้นต่ำมากกว่าหรือเท่ากับ 5 N/cm
ความคุ้มครองการเคลือบ:
การวิเคราะห์ภาพด้วยกล้องจุลทรรศน์: มากกว่าหรือเท่ากับ 95% สำหรับสิ่งทอ; มากกว่าหรือเท่ากับ 99% สำหรับการใช้งานอุตสาหกรรม
อัตราการกู้คืนแบบยืดหยุ่น:
เส้นด้ายหลักของ Spandex หลังจาก 5- การยืดรอบ (สายพันธุ์ 300%): อัตราการกู้คืนมากกว่าหรือเท่ากับ 90%
ความสำเร็จของคอมโพสิตเส้นด้ายที่ถูกผูกมัดด้วยความร้อนความเข้ากันได้ของวัสดุ, ความแม่นยำในการควบคุมแบบอินเทอร์เซียลและประสิทธิภาพการใช้พลังงาน- นวัตกรรมเช่น Dies ต่อต้านการเคลือบผิวเคลือบนาโนระบบความตึงแบบไดนามิกและการควบคุมอุณหภูมิอัจฉริยะช่วยให้การผลิตที่มีความเสถียรและความเร็วสูง แนวโน้มในอนาคต ได้แก่ :
วัสดุกาวความร้อนที่ใช้ชีวภาพ(เช่นปลอก PLA) เพื่อลดปริมาณการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์
คอมโพสิตมัลติฟังก์ชั่น(ตัวนำ/ต้านเชื้อแบคทีเรีย/การเปลี่ยนแปลงเฟส) สำหรับการใช้งานทางการแพทย์และการบินและอวกาศ
