La fibra idrosolubile dell'isola marina è un tipo di fibra composita caratterizzato dalla sua struttura unica. È costituito da più fibre ultrafini "a isola" incopoate all'interno di una matrice polimerica "marina" circostante. La caratteristica principale è che il componente "mare" è costituito da un polimero solubile in acqua, che può essere sciolto dopo la creazione della fibra, lasciando dietro di sé solo le fibre ultrafini "isola". Questa struttura consente la creazione di microfibre molto fini, mobide e perfomanti, difficili da produrre con i metodi di filatura tradizionali.
La produzione della fibra idrosolubile Sea Island è un processo in due fasi che inizia con una tecnica di filatura unica e termina con una fase di dissoluzione. Il tecnica dello spinning Sea Island è un tipo di filatura bicomponente in cui due polimeri diversi vengono coestrusi attraverso un'unica filiera. La filiera è appositamente progettata con un canale centrale per il polimero “isola” e un canale concentrico esterno per il polimero “mare”, garantendo una precisa disposizione dei due componenti.
Componente "Mare": Tipicamente un polimero solubile in acqua come l'alcool polivinilico (PVA). Questi polimeri sono accuratamente selezionati per il loro punto di fusione, viscosità e stabilità termica per garantire che rimangano stabili durante il processo di filatura.
Componente "isola": un polimero insolubile come poliestere (PET) o nylon. Questi materiali forniscono al prodotto finale elevata resistenza e durata.
I due polimeri vengono fusi in estrusori separati, con temperature e pressioni controllate con precisione per soddisfare i loro requisiti specifici.
Questo è il passaggio fondamentale nella produzione della fibra Sea-Island idrosolubile. I polimeri fusi “mare” e “isola” vengono coestrusi attraverso una filiera appositamente progettata con pori multipli.
L'intricato design della filiera garantisce che il polimero "mare" racchiuda uniformemente i molteplici polimeri "isola", creando la caratteristica struttura trasversale "mare-isola".
I filamenti di fibra estrusa vengono rapidamente raffreddati all'aria, consentendo ai polimeri di solidificarsi e mantenere la loro struttura “isola di mare”. La velocità di raffreddamento è strettamente controllata per prevenire deformazioni o rotture strutturali.
Questo è il passaggio decisivo che trasforma la fibra idrosolubile Sea-Island in fibre ultrafini. La fibra solidificata viene tessuta o trasformata in tessuto non tessuto, quindi immersa in un bagno di acqua calda a una temperatura specifica.
Nell'acqua calda, la componente “mare” si dissolve rapidamente e viene completamente lavata via, lasciando dietro di sé solo le fibre “isola” fitte e ultrafini. Le fibre finali vengono quindi pulite e asciugate per essere utilizzate nel prodotto finale.
Compatibilità dei polimeri: le proprietà reologiche dei due diversi polimeri (il “mare” e l'“isola”) devono essere compatibili allo stato fuso. Ciò include la viscosità e la tensione superficiale. Senza un'adeguata compatibilità, è difficile formare una struttura “isola-mare” uniforme e stabile.
Progettazione della filiera: produrre una filiera ad alta precisione in grado di creare una complessa struttura "isola-mare" è una sfida tecnica. Il suo design influisce direttamente sulla distribuzione della finezza e sulla qualità della fibra finale.
Controllo del processo di dissoluzione: la temperatura, la durata e la qualità dell'acqua per la dissoluzione della parte "mare" devono essere controllate con precisione per garantire che venga completamente rimossa senza danneggiare le proprietà fisiche delle fibre "isola".
| Parametro | Microfibra filata tradizionale | Fibra Sea-Island solubile in acqua |
|---|---|---|
| Finezza della fibra | 0,1-1,0 denari | Può essere inferiore a 0,01 denari |
| Metodo di produzione | Filatura diretta o stripping chimico | Coestrusione bicomponente e dissoluzione in acqua |
| Sezione trasversale della fibra | Relativamente semplice o irregolare | Struttura "isola-mare" controllabile con precisione |
| Morbidezza | Morbido, ma con limitazioni | Estremamente morbido, con una sensazione superiore |
| Complessità produttiva | Più in basso | Più in alto |
| Costo | Più in basso | Più in alto |
Questo confronto evidenzia che, sebbene il processo di produzione della fibra Sea-Island idrosolubile sia più complesso e costoso, offre un vantaggio senza precedenti nel raggiungimento di un'estrema finezza della fibra e di prestazioni di prodotto superiori.
La proprietà chiave della fibra idrosolubile Sea Island è la capacità di dissolvere selettivamente il componente "mare", che in genere è costituito da un polimero idrosolubile come il PVA (alcol polivinilico). Il tasso di dissoluzione è influenzato da diversi fattori:
Dopo che il componente "mare" si è sciolto, le restanti fibre "isola" formano il prodotto finale. Le loro proprietà meccaniche sono cruciali per le prestazioni del prodotto finale.
Le proprietà termiche e chimiche del prodotto finale sono determinate dal polimero "isola". . Ad esempio, se l'"isola" è poliestere, il tessuto risultante avrà proprietà simili al poliestere normale ma con caratteristiche migliorate grazie alla struttura in microfibra.
La biodegradabilità del prodotto finale dipende da polimero "isola". . Se l '"isola" è un polimero biodegradabile come PLA (acido polilattico) or chitosanooo , il tessuto in microfibra risultante può essere completamente biodegradabile.
Le fibre idrosolubili delle isole marine hanno rivoluzionato l’industria tessile, soprattutto nella creazione di microfibre ad alte prestazioni.
Le proprietà uniche delle fibre idrosolubili delle isole marine le rendono altamente adatte per applicazioni biomediche avanzate.
Oltre ai settori tessile e biomedico, le fibre idrosolubili delle isole marine stanno trovando applicazioni in vari altri settori.
Il futuro delle fibre idrosolubili delle isole marine risiede nell’esplorazione di nuovi accoppiamenti polimerici per creare materiali con proprietà migliorate o completamente nuove.
Per superare le attuali sfide in termini di costi e scalabilità, si sta conducendo una ricerca significativa verso il miglioramento dell’efficienza produttiva.
La struttura e le proprietà uniche delle fibre idrosolubili delle isole marine le rendono un candidato ideale per l’integrazione nella prossima generazione di tessuti intelligenti.
Il futuro di questa tecnologia è strettamente legato al suo ruolo nell’economia circolare.
La fibra isola-nel-mare solubile in acqua è una fibra composita che contiene più fibre "isola" ultrafini all'interno di un'unica matrice polimerica "marina" continua. Il componente "mare" è costituito da un polimero che può essere sciolto in acqua, lasciando dietro di sé le sottili fibre "isola". Questa struttura unica consente la produzione di microfibre molto più fini di quelle realizzate con metodi convenzionali.
La fibra è realizzata utilizzando a processo di filatura bicomponente . Due diversi polimeri, uno per le "isole" e uno per il "mare" idrosolubile, vengono coestrusi attraverso una filiera appositamente progettata. Dopo che la fibra composita è stata trasformata in tessuto, viene trattata in un bagno di acqua calda, che dissolve il polimero "mare" e separa le fibre ultrafini "isola".
La caratteristica più unica è la sua capacità di produrre filamenti ultrafini dopo una fase di post-elaborazione. Mentre le microfibre convenzionali sono generalmente prodotte in dimensioni da 0,5 a 1,0 denari, i filamenti "a isola" in questa fibra possono essere sottili fino a 0,1 denari o anche più piccoli, dando vita a un tessuto con proprietà superiori di morbidezza, drappeggio e assorbimento dell'umidità.
Le principali applicazioni sono nel industria tessile per tessuti in microfibra di fascia alta (ad esempio, per panni per la pulizia, abbigliamento sportivo e moda), ingegneria biomedica (ad esempio, somministrazione di farmaci, impalcature per l'ingegneria tissutale e medicazioni per ferite) e altri settori come filtrazione e cosmetici.
I principali vantaggi includono eccezionale morbidezza e drappeggio , superiore assorbimento dell'umidità e traspirabilità , e proprietà personalizzabili in base alla selezione del polimero. Inoltre, l’uso di polimeri “isola” biodegradabili e la possibilità di riciclare il polimero “mare” possono rendere il processo produttivo più rispettoso dell'ambiente .
La porzione "mare" viene tipicamente sciolta in un bagno di acqua calda, solitamente a temperatura elevata superiore a 60°C , ma la temperatura specifica dipende dal tipo di polimero idrosolubile utilizzato (ad esempio PVA). È inoltre necessaria l'agitazione per facilitare la rimozione del polimero disciolto e accelerare il processo.
La differenza principale sta nella finezza e nel metodo di produzione.
| Caratteristica | Microfibra ordinaria | Fibra Sea-Island solubile in acqua |
|---|---|---|
| Metodo di produzione | Processo di filatura singolo | Filatura bicomponente Dissoluzione |
| Finezza tipica | 0,5 - 1,0 denari | <0,5 denari |
| Tessuto risultante | Morbido, ma non così morbido | Eccezionalmente morbido, con drappeggio superiore |
Il principale vantaggio ambientale è il potenziale di biodegradabilità quando per le “isole” si utilizza un polimero biodegradabile come il PLA. Inoltre, il componente idrosolubile "mare" può essere recuperato e riciclato dall'acqua di processo, riducendo gli scarti di produzione e l'inquinamento ambientale.
Dopo il processo di dissoluzione, la rimanente porzione "isola" è un fascio di filamenti estremamente fini costituiti dal polimero insolubile originale, più comunemente poliestere or nylon . Altri materiali come PLA or chitosanooo può anche essere utilizzato, a seconda dell'applicazione desiderata.
Sì, il processo di produzione è di più complesso e costoso rispetto a quello delle fibre convenzionali. Richiede attrezzature specializzate per la filatura bicomponente e un'ulteriore fase di trattamento a umido per sciogliere il componente "mare", il che si aggiunge ai tempi e ai costi di produzione complessivi.
No, il processo di scioglimento è concepito per essere selettivo e lo fa non alterare le proprietà chimiche o fisiche dei filamenti "a isola". Il polimero "isola" viene scelto per essere insolubile nel solvente utilizzato per sciogliere il polimero "mare", garantendo che la sua integrità e prestazioni rimangano intatte.
I prodotti comuni includono panni per la pulizia ad alte prestazioni , abbigliamento sportivo specializzato , pelle sintetica , e lussuosi tessuti simili alla pelle scamosciata . Viene utilizzato anche nei filtri ad alta tecnologia per la purificazione dell'aria e dell'acqua.
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