Làm thế nào để tối ưu hóa độ xốp của vải không dệt chống cháy?

2025-12-03 14:31:18

Tối ưu hóa độ xốp của vải không dệt chống cháy đòi hỏi phải kiểm soát có hệ thống từ ba chiều: đặc tính sợi, quy trình tạo màng và phương pháp cố kết. Độ mịn và chiều dài của sợi là những yếu tố cơ bản ảnh hưởng đến độ xốp. Các sợi mịn hơn tạo thành cấu trúc mạng lưới dày đặc hơn, làm giảm kích thước lỗ chân lông trung bình; trong khi các sợi dài hơn làm tăng khả năng kết nối lỗ chân lông thông qua sự vướng víu. Bằng cách điều chỉnh độ uốn của sợi và hình dạng mặt cắt ngang (ví dụ: mặt cắt rỗng hoặc không đều), có thể thay đổi sự sắp xếp không gian của các sợi trong quá trình xếp chồng, từ đó kiểm soát chính xác sự phân bố độ xốp. Trộn các sợi với các đặc tính khác nhau (ví dụ: hỗn hợp thô-mịn hoặc vật liệu tổng hợp sợi dài ngắn) có thể đạt được sự phân bố lỗ rỗng theo cấp độ, đáp ứng yêu cầu của các ứng dụng cụ thể về độ thoáng khí và độ chính xác của quá trình lọc.

Quá trình tạo màng đóng vai trò quyết định trong việc hình thành cấu trúc lỗ chân lông. Việc tạo lưới luồng không khí, bằng cách điều chỉnh tốc độ và hướng luồng không khí, có thể chuẩn bị các mạng lưới sợi với sự sắp xếp đẳng hướng hoặc định hướng. Cái trước dẫn đến sự phân bố lỗ chân lông đồng đều, trong khi cái sau tạo thành các kênh định hướng. Kéo sợi ướt, phân tán các sợi trong môi trường nước, thích hợp để sản xuất các vật liệu có mật độ cao, độ xốp thấp, nhưng cần phải kiểm soát cẩn thận sự di chuyển của sợi trong quá trình khử nước. Quay điện có thể sản xuất các mạng sợi nano bao gồm các sợi siêu mịn có độ xốp thấp tới 80% và phân bố kích thước lỗ rỗng tập trung, nhưng hiệu quả sản xuất của nó tương đối thấp. Công nghệ composite nhiều lớp xếp chồng các mạng sợi với các đặc tính xốp khác nhau, cho phép thiết kế phân vùng chức năng.

Quá trình cố kết là rất quan trọng để xác định độ xốp. Quá trình cố kết cán nóng, thông qua kiểm soát nhiệt độ và áp suất chính xác, đảm bảo có đủ điểm liên kết giữa các sợi đồng thời tránh bị nén quá mức có thể dẫn đến xẹp lỗ rỗng. Hydroentangling sử dụng các tia nước áp suất cao để xuyên qua và làm vướng vào mạng lưới sợi, duy trì độ xốp cao (thường là 60-90%) và tạo ra các lỗ chân lông gần với trạng thái tự nhiên hơn. Độ sâu và mật độ đâm kim ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng kết nối ba chiều của lỗ chân lông; lỗ xuyên sâu hơn làm tăng tỷ lệ lỗ xuyên qua, khiến nó phù hợp cho các ứng dụng lọc. Liên kết hóa học điều chỉnh lỗ chân lông cục bộ thông qua phân phối chất kết dính; phun có hiệu quả hơn ngâm tẩm trong việc duy trì cấu trúc lỗ chân lông tổng thể.

Các bước xử lý hậu kỳ có thể tối ưu hóa hơn nữa độ xốp. Xử lý bằng plasma có thể sửa đổi thành lỗ rỗng ở quy mô vi mô và nano mà không làm thay đổi đáng kể độ xốp vĩ mô, cải thiện tính chất bề mặt. Quá trình ninh kết nhiệt giúp ổn định cấu trúc lỗ chân lông bằng cách làm giảm ứng suất bên trong, ngăn ngừa biến dạng trong quá trình sử dụng. Các lớp phủ chức năng có thể che phủ có chọn lọc các phần của lỗ chân lông, đạt được khả năng điều chỉnh độ xốp đáp ứng thông minh. Tối ưu hóa độ xốp đòi hỏi phải cân bằng các yêu cầu phân bổ chất chống cháy, đảm bảo rằng các thành phần chống cháy bao phủ đầy đủ bề mặt sợi mà không chặn hoàn toàn các lỗ rỗng.