به منظور برآورده کردن نیازهای اولیه و نیز کمک به آسایش و بهبود وضعیت زندگی انسان ها، منسوجات فنی به سرعت در حال پیشرفت است. رایج ترین کاربرد منسوجات فنی در زمینه منسوجات پزشکی، ژئوتکستایل، منسوجات صنعتی، محافظتی و خودرو است. کاربرد الیاف مصنوعی در زمینه های مختلف به شدت افزایش یافته است، با این حال هیچ لیف ایده آلی وجود ندارد که به تنهایی قادر باشد تمامی الزامات مورد نیاز را برآورده کند.
الیاف دو جزئی از جمله الیافی هستند که به علت ایجاد خصوصیات فیزیکی وظاهری مناسب، در مقایسه با الیاف معمولی بیشتر مورد توجه قرار گیرد. هدف از تولید این الیاف، ادغام خواص پلیمرهای مختلف یا استفاده از اختلاف ویژگی پلیمرها در کنار یکدیگر است. به عنوان مثال در تولید چمن مصنوعی دو جزئی، از خاصیت اختلاف نقطه ذوب پلی آمید و پلی اتیلن استفاده کرده اند. در این منسوج، هسته پلی آمیدی توسط غلاف پلی اتیلن محصور شده است. غلاف پلی اتیلن خاصیت انعطاف پذیری هسته را حفظ میکند و همزمان پلی آمید منجرب به کاهش سوختگی ناشی از سایش میشود.
از جمله قابلیت های الیاف دوجزئی میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- ایجاد پیوند های حرارتی
- خاصیت خود حجیم شوندگی
- امکان تولید الیاف بسیار ظریف
- امکان ایجاد مقطع الیاف منحصر به فرد مطابق با مصرف مورد نیاز
- امکان تولید پلیمرها با عملکرد ویژه با هزینه کمتر
روش تولید:
طی فرآیند ریسندگی، میتوان الیافی را تولید کرد که حاوی دو یا چند جزء پلیمری باشد. این پلیمرها که دارای ویژگی های شیمیایی یا فیزیکی متفاوت است، به صورت یک فیلامنت ریسیده میشود. این پلیمرها در طول الیاف به دو قسمت کم و بیش متمایز تقسیم میشوند.
دو اکسترودر به صورت مجزا برای ذوب چیس پلیمری در ساده ترین فرآیند چرخشی، مورد استفاده قرار میگیرد. مذاب های پلیمری به صورت جداگانه به بخش ریسندگی و سوراخ های اسپینر هدایت میشود. در انتها به این رشته ها مقداری تاب داده میشود.
در شکل نمایی از این فرآیند نشان داده شده است.
دسته بندی الیاف دو جزئی:
الیاف دو جزئی گاهی اوقات به عنوان composite، conjugateیا hetro نامیده میشود.
در شکل زیر سطح مقطع برخی از الیاف مختلف دو جزئی نشان داده شده است.
همانطور که قابل مشاهده است انواع الیاف دو جزئی در دسته های زیرطبقه بندی میشود:
- الیاف غلاف مغذی (s/c)
- الیاف ساید بای ساید (s/s)
- الیاف دو جزئی ماتریکس-فیبر
- ساختار Segmented pie و جزایر در دریا(این الیاف به منظور تولید میکرو الیاف به کار برده میشود که بسیار منعطف است)
- مخلوط های پلیمری
1-الیاف غلاف-مغذی:
الیاف دو جزئی غلاف-مغذی به آن دسته از الیافی اطلاق میشود که یکی از اجزای آن (هسته) به طور کامل توسط جزء دوم (غلاف) احاطه شده است. این ساختار زمانی مورد استفاده قرار میگیرد که پلیمر سازنده غلاف الیاف دارای یکی از ویژگی های جلا، درخشندگی و رنگ پذیری باشد و پلیمر مورد استفاده در هسته به منظور افزایش استحکام و کاهش هزینه های تولید به کار میرود.
روش تولید:
متداول ترین روش تولید الیاف غلاف-مغذی، تکنیکی است که در آن دو مایع پلیمری به طور جداگانه به روزنه های اسپینر تغذیه شده و به شکل غلاف و مغذی اسکترود میشود. در مورد الیاف متحدالمرکز، روزنه های تغذیه کننده از پلیمر “مغذی” در مرکز خروجی دهانه قرار دارد. جریان سیال پلیمر مغذی به شدت باید کنترل شود، تا جایگاه قرار گیری هر دو جزء غلاف ومغذی هنگام خروج از دهانه اسپینر حفظ شود.
کاربرد الیاف غلاف-مغذی:
الیاف غلاف-مغذی به عنوان الیاف چین دار به صورت گسترده در منسوجات بی بافت به عنوان الیاف پیوندی مورد استفاده قرار میگیرد. پلیمر تشکیل دهنده غلاف الیاف دارای نقطه ذوب پایین تری نسبت به پلیمر مغذی است. بنابراین در دماهای بالا، غلاف الیاف ذوب شده و با الیاف مجاور پیوند برقرار میکند. اولین استفاده تجاری از این الیاف در فرش ها و کف پوش ها بود.
این الیاف دارای جذب آب بالا، قابلیت رنگ پذیری زیاد، مقاومت درون خاک، خواص عایق حرارتی و چسبندگی زیاد است. از این الیاف به عنوان جزء تقویت کننده در کامپوزیت ها استفاده میشود. همچنین به سختی شعله ور شده و مقاوم در مقابل حرارت است.
2-ساید بای ساید:
به طور کلی، این الیاف از دو جزء تشکیل شده است که در طول خود به دو یا چند ناحیه مجزا تقسیم می شوند. اجزا باید چسبندگی بسیار خوبی به یکدیگر داشته باشند. این الیاف به عنوان الیاف خود چین دار محسوب میشود.
به طور کلی، چندین روش برای تولید الیاف دو جزئی کنار هم وجود دارد.
1-دو جزء به صورت محلول یا مذاب، مستقیماَ به روزنه های اسپینر تغذیه میشود، سپس این مواد به صورت الیاف یا توسط روزنه ها به صورت دو جزئی با هم ترکیب میشوند.
2-دو جزء این الیاف به صورت ساختار چند لایه ای تبدیل میشود. این لایه ها به صورت یک ورق مسطح یا استوانه های متحد المرکز است. سپس این لایه ها به صورت منظم به روزنه های اسپینر تغذیه میشود. آرایش روزنه ها در این روش به صورت منظم است و به گونه ای قرار میگیرد که سطح میانی لایه های مختلف پلیمری به دو بخش تقسیم میشود.
3-دو جزء مختلف به صورت یک جریان مخلوط به صورت منظم به دستگاه نخ ریسی تغذیه میشود. تفاوت این روش نسبت به مورد قبل در عدم تراز ردیف های روزنه دستگاه رشته ساز است، که موجب تولید الیاف دوجزئی با طیف وسیعی از ترکیبات مختلف میشود. از این روش برای تولید کف پوش ها و پارچه های بی بافت استفاده میشود.
3-الیاف دو جزئی ماتریکس-فیبر
به این الیاف جزایر در دریا نیز می گویند. از نظر فنی این الیاف دارای ساختارهای پیچیده ای هستند. در مقطع عرضی آنها پلیمر اول درون ماتریس پلیمر دوم قرار دارد.
ساختارهای Bicomponent تولید الیاف میکرو دنیر را تسهیل می کنند. جزایر یا همان فیبرها معمولاً پلیمرهای مذاب مانند نایلون، پلی استر یا پلی پروپیلن هستند. دریا یا ماتریکس،پلیمرهای محلول در آب مانند پلی استایرن و پلی وینیل الکل است.
میکرو فایبرهای تجاری تولید شده، قطری بین 0.5 تا 5 میکرومتر دارد و برای تولید پارچه های حوله ای مورد استفاده قرار میگیرد. دنیرهای ظریفی که می توان تولید کرد معمولاً زیر 0.1 دنیر هستند.
