Новости
Дом / Новости / Новости отрасли / Конечно-элементное моделирование двухкомпонентных нетканых материалов
Двухкомпонентные нетканые материалы используются во многих приложениях, включая гигиенические и медицинские изделия. Они особенно полезны для продуктов, требующих высокой долговечности или антибактериальных свойств. Например, двухкомпонентный нетканый материал часто используют в салфетках и повязках для ухода за ранами. Он также служит абсорбирующим материалом в средствах женской гигиены.
Двухкомпонентные нетканые материалы производятся путем смешивания двух полимерных микроволокон. Каждое волокно имеет разный диаметр. Разница между диаметрами двух волокон может повлиять на характеристики ткани. Это связано с разной температурой плавления полимеров. Поэтому ткань имеет уникальный характер. Одним из преимуществ этих тканей является их способность формовать текстурированную пряжу.
В настоящем изобретении мы разрабатываем новую стратегию моделирования методом конечных элементов для двухкомпонентных волокнистых нетканых материалов. В частности, мы разработали микромеханическую вычислительную модель, которая отражает анизотропное нелинейное механическое поведение этих тканей. Разрабатывая и сравнивая эту стратегию с традиционными методами моделирования методом конечных элементов (FE), мы можем выяснить механизмы, влияющие на механические свойства этих материалов.
Новая стратегия моделирования методом конечных элементов основана на подходах дискретно-фазового моделирования. Мы продемонстрировали, что он может более реалистично отображать механическое поведение двухкомпонентных волокнистых нетканых материалов. Ранее механическое поведение этих тканей характеризовалось моделями КЭ, которые в первую очередь учитывают связи между областями композита. Для учета микроструктурной случайности в этих материалах в расчет была введена функция распределения по ориентации. Мы установили, что предел прочности двухкомпонентных волокон классифицируется как Efl, тогда как TTI чистого нетканого полотна PLA составляет 73,2 с. Однако свойства анизотропного материала рассчитываются путем расчета свойств составляющих его волокон.
Новая стратегия также позволяет нам исследовать эффект связи между двухкомпонентными волокнами и рассчитывать их механические свойства. Кроме того, волокна сердцевины/оболочки, которые действуют как связи передачи нагрузки между точками соединения композита, также были смоделированы непосредственно в соответствии с распределением ориентации. Эти механические свойства были получены с помощью специального собственного алгоритма.
В результате развития этого нового подхода мы можем выяснить механизмы, участвующие в деформации этих тканей. Наши результаты показывают, что точки соединения между волокнами играют важную роль в определении механического поведения этих тканей. Более того, мы предлагаем использовать новую модель КЭ с дискретной фазой для объяснения деформации двухкомпонентных нетканых материалов.
Двухкомпонентный нетканый материал настоящего изобретения может быть изготовлен с использованием существующих процессов формирования волокна. Эти процессы включают в себя комбинацию двух пар роликовых зажимов. После того как волокна расплавлены и растянуты, их собирают в полотно. Во время этого процесса волокна обрабатываются теплом и клеем. Затем паутина собирается на сетке-сборщике. На собирающем сите волокна переориентируются, а затем прядутся в конечный двухкомпонентный нетканый материал.
Еще одним преимуществом этого подхода является возможность создания новой текстурированной пряжи из двухкомпонентных волокон. Более того, эту технологию можно использовать для создания двухкомпонентной ткани для различных применений, например, при производстве промышленных фильтрующих материалов.
Двухкомпонентный нетканый материал
Приложения: Гигиена: нижний лист и пояс детских подгузников, упаковка пищевых продуктов и т. д.
Двухкомпонентный нетканый материал , также известный как двухкомпонентные или сопряженные волокна, представляет собой тип ткани, изготовленной из двух разных полимеров, которые комбинируются в процессе производства. Два полимера могут иметь разные свойства, например температуру плавления, что позволяет ткани иметь определенные качества и характеристики. Волокна могут быть расположены по-разному, например, бок о бок или оболочка-сердцевина, что приводит к различным свойствам конечной ткани.
