必一体育:热合工艺对热合布材料性能的影响

　　热合工艺作为一种用于布料加工的自动上料热合设备的工艺,其特征在于,包括机架、设置在机架上的热合通道、设置在所述热合通道前端用于输送叠合好的布料与朴料的中转输送平台、设置在所述热合通道后端用于将布料与朴料进行热合的热合装置、设置在所述中转输送平台其中一侧用于存放布料的布料存放平台以及设置在所述中转输送平台另一侧用于存放朴料的朴料存放平台,其中,还包括用于将布料从布料存放平台搬运至中转输送平台的布料搬运装置以及用于将朴料从朴料存放平台搬运至中转输送平台的朴料搬运装置。

　　所述布料存放平台与所述朴料存放平台均滑动设置在所述机架上,其中,所述中转输送平台的两侧的机架上均设有滑动槽,该滑动槽沿着所述热合通道的方向延伸,所述布料存放平台与所述朴料存放平台的下端对应的与所述滑动槽滑动配合连接。

　　所述滑动槽在靠近所述布料搬运装置或者朴料搬运装置的一端上设有限位部；当推动布料存放平台或者朴料存放平台到达限位部时,此时布料存放平台刚好位于布料搬运装置的正下方,朴料存放平台刚好位于朴料搬运装置的正下方；所述布料存放平台与所述朴料存放平台上在与吸盘对应的位置上均设有定位架,该定位架内部设有存放仓,所述存放仓的顶部具有开口；所述吸盘的四周侧面均设有喷气嘴,该喷气嘴的喷气方向朝着吸盘底部边缘；所述定位架在与所述喷气嘴对应的位置处设有用于避让所述喷气嘴的避让槽；所述中转输送平台为设置在机架上的中转输送带。

　　所述热合装置包括设置在机架上的热合输送带以及热合机,所述热合输送带穿过所述热合机,其中,所述中转输送带的高度高于热合输送带的高度；所述热合输送带与所述中转输送带之间设有用于将热合中转输送带上的布料以及朴料引导至热合输送带上的导向板,该导向板沿着输送方向倾斜向下设置。

　　浮空器是一种轻于空气的浮空飞行器，在运输、旅游、反恐、侦查、通信、预警、临近空间等方面有着广阔的应用前景，随着科技的发展，浮空器因其独特的优势越来越受到各国青睐。气囊是组成浮空器的核心部件，通过热合布将经裁剪加工后的蒙皮材料热合拼接而成。热合布主要结构包括热封层、织物层和胶膜层，其中热封层和胶膜层一般选用具有良好的热合工艺性能聚氨酯材料等。热合布与蒙皮材料之间一般采用热合的方式进行连接。热合工艺属于高温高压的特殊工艺，加工过程可能对材料产生影响导致其性能发生改变，以往的文章主要研究蒙皮材料的变化，对热合布的研究较少。本文以 H6300 热合布材料为研究对象，分别测试材料在不同热合时间后的性能变化，揭示热合工艺对热合布性能的影响。

　　熔接热合机：JL-5010T，上海九罗机电设备有限公司；扫描电子显微镜（SEM）：Sigma300，德国蔡司公司；拉力试验机：QJ211S，上海倾技仪器仪表科技有限公司；测厚仪：CHY-CA，济南兰光机电技术有限公司。

　　制作 H6300 热合工艺样件，样件尺寸为 400mm× 500mm，共 10 件（样件取自同一卷材料）。使用熔接热合机对样件进行热合，热合参数为：上温 160℃；下温165℃；热合时间 x；冷却时间 20s；气压 0.7MPa。各样件具体热合时间要求见表 1，样件完成热合后进行裁剪取样，制作相应试件。

　　SEM：将材料制成直径约为 10mm 的试样，热合面朝外，用导电胶固定在试样台上，经喷金处理后拍照。本体拉伸强度：按照 GJB 8177-2015 测试，试样沿纤维经向裁剪，试验结果取 5 组测试结果的算术平均值。撕破强度：按照 AC-21-AA200909R1 测试，试样沿纤维经向裁剪，试验结果取 5 组测试结果的算术平均值。厚度：按照 GB/T 6672 测试，试验结果取 5 组测试结果的算术平均值。

　　将完成热合后的 H6300 进行 SEM 测试，结果如图2所示。相对于未进行热合加工的（a）样件，其余样件表面均有不同程度的变化，产生了一定的聚氨酯胶瘤。

　　由图 2 可知，H6300 材料表面的聚氨酯涂层受高温的影响逐渐变成了熔融状态，随着热合时间的增加，材料表面的胶瘤呈现逐渐聚集并扩大的趋势，中间的芳纶纤维因为高温高压的影响显现出轮廓。

　　将热合后的样件裁剪后制作本体拉伸试件，图 3 为不同热合时间试件本体拉伸强度。由图 3 可知，随着热合时间的增加，H6300 材料的本体拉伸强度在2400N呈现无规律上下浮动的变化。织物层是蒙皮材料的主要承力结构，直接决定着材料拉伸强度性能的高低，作为织物层的芳纶纤维具有较高的耐温性，本试验中的加工温度和时间对芳纶的性能影响有限，因此材料拉伸强度保持较好。

　　将热合后的样件裁剪后制作本体撕裂试件，图 4 为不同热合时间试件撕裂强度。由图 4 可知，随着热合时间的增加，H6300 材料的撕裂强度呈现明显下降趋势，撕裂强度从 475.65N 逐渐下降至 347.60N，强度降低26.92%。蒙皮材料的撕裂强度与纤维本身强度和涂层剂对织物纤维的束缚能力有关。由 2.2 可知，热合过程对纤维本身的强度变化较小，故导致 H6300 材料撕裂强度下降的可能原因是聚氨酯等对纤维的束缚能力增加。

　　对撕裂强度变化曲线的高匹配度拟合曲线。由拟合曲线可以看出，随着热合时间的逐渐增加，材料撕裂强度下降趋势逐渐变缓并趋于稳定。

　　将热合后的样件进行厚度测试，图 5 为不同热合时间试件厚度值。由图 5 可知，随着热合时间的增加，H6300 材料的厚度呈现明显下降趋势，材料厚度从从323.44μm 下降至 267.86μm，厚度降低 18.11%。对厚度变化曲线 的高拟合曲线，其下降趋势与材料的撕裂强度拟合曲线趋势基本一致，这表明二者之间有较强的关联性。由 前文可知，热合过程中，在热合机高温环境下材料表面的聚氨酯涂层出现了熔融的状态，PU 膜具有了一定的流动性；在热合机高压外力作用下聚氨酯层胶膜将出现向织物层浸润的趋势。随着热合时间的增加，芳纶纤维中浸润的胶膜增多，导致材料的厚度下降；芳纶纤维间隙逐渐被填充，降低了芳纶纤维运动及形变的能力，撕裂强度随之降低。

　　因此，导致 H6300 材料撕裂强度下降的主要原因是热合过程加速了聚氨酯 PU 膜向芳纶纤维浸润，降低了芳纶纤维间相对运动的能力。

　　（1）随着热合时间的增加，H6300 材料的厚度、撕裂强度均呈现下降趋势，且趋势逐步放缓，并趋于稳定，因此需慎重选择材料合适的加工参数。

　　（2）热合布作为浮空器生产过程的主要热合材料，设计人员考虑材料技术指标时，还需兼顾加工过程的影响。