實驗四 熔噴實驗

實驗四 熔噴實驗一、導(dǎo)言熔噴法工藝是聚合物擠壓法非織造工藝中的一種。熔噴非織造加工工藝過程是聚合物經(jīng)熔融擠壓，從噴絲孔噴出，離開噴絲孔的熔體在高速熱空氣作用下吹成超細(xì)的短纖維，它以極高的速率飛向凝網(wǎng)簾或滾筒形成纖網(wǎng)，纖網(wǎng)經(jīng)熱粘合或自身粘合加固而成的非織造材料。聚合物熔體擠出后在高速熱氣流噴射下，形成超細(xì)纖維狀，最后凝集成網(wǎng)，無需采取復(fù)雜的合纖超細(xì)纖維紡絲工藝，就可一步法形成超細(xì)纖維非織造布，超細(xì)纖維非織造布因在過濾、阻菌、吸附等方面的突出優(yōu)點而被廣泛應(yīng)用。聚丙烯（PP）是在熔噴工藝中使用最廣泛的原料，其他的一些高聚物如聚酯、聚酰胺、聚乙烯、聚氨基甲酸酯、乙烯共聚物及一些熱塑性的彈性體等也可以用來進(jìn)行熔噴加工。ROC-MB300熔噴實驗設(shè)備1.螺桿擠出機；2.加熱片；3.濾網(wǎng)；4.計量泵；5.噴絲板組件；6.送網(wǎng)簾； 7.吸風(fēng)裝置；8.送網(wǎng)輥；9.收卷裝置熔噴工藝過程1、熔體準(zhǔn)備熔噴非織造工藝使用聚酯、聚酰胺等切片原料時，必須對切片進(jìn)行干燥預(yù)結(jié)晶。聚丙烯切片通常不需要干燥。熔噴工藝主要采用螺桿擠出機對聚合物切片進(jìn)行熔融并壓送熔體。固體切片進(jìn)入螺桿后，首先在螺桿進(jìn)料段被輸送和預(yù)熱，繼而經(jīng)螺桿壓縮段壓實、排氣并逐漸熔化，然后在螺桿計量段中進(jìn)一步混和塑化，并達(dá)到一定的溫度，以一定的壓力輸送到計量泵。2、過濾熔噴工藝中，聚合物熔體進(jìn)入模頭之前，應(yīng)經(jīng)過過濾，以濾去雜質(zhì)和聚合反應(yīng)后殘留的催化劑。常用過濾介質(zhì)有細(xì)孔燒結(jié)金屬、多層細(xì)目金屬篩網(wǎng)、石英砂等。 3、計量熔噴工藝中采用齒輪計量泵進(jìn)行熔體計量，高聚物熔體經(jīng)準(zhǔn)確計量后才送至熔噴模頭，以精確控制纖維細(xì)度和熔噴法非織造布的均勻度。4、 熔體從噴絲孔擠出熔噴工藝與傳統(tǒng)紡絲具有相似原理，聚合物熔體從模頭噴絲孔擠出的歷程可分為入口區(qū)、孔流區(qū)和膨化區(qū)。熔體形成超細(xì)纖維首先要通過入口區(qū)和孔流區(qū)。在入口區(qū)，聚合物熔體由鍥狀導(dǎo)入口縮緊進(jìn)入噴絲毛細(xì)孔之前，在入口處熔體流速加快，散失的部分能量以彈性能貯存在熔體內(nèi)。其后，熔體細(xì)流進(jìn)入噴絲孔孔流區(qū)，在該區(qū)域，剪切速率增大，大分子構(gòu)象發(fā)生改變，排列比較規(guī)整。 熔體細(xì)流的流速在毛細(xì)管中呈拋物線分布，孔壁速度小，中心速度大，形成明顯的徑向速度梯度，這是非牛頓流體的特征。在孔流區(qū)，剪切速率達(dá)到最大，熔體一出噴絲孔，由于剪切速率和剪切應(yīng)力迅速減小，由此產(chǎn)生的彈性回復(fù)和應(yīng)力松弛，將導(dǎo)致熔體細(xì)流膨化脹大。膨化區(qū)熔體細(xì)流直徑大于噴絲孔徑的膨化現(xiàn)象，表現(xiàn)出熔體彈性和流動曲線的非牛頓性，可解釋為高聚物柔性長鏈分子的粘彈性的宏觀表現(xiàn)。和傳統(tǒng)聚合物紡絲工藝中存在的膨化現(xiàn)象一樣，熔噴工藝過程中聚合物熔體從大的空間進(jìn)入模頭噴絲孔時的彈性變形和通過噴絲孔后的松弛所產(chǎn)生的膨化現(xiàn)象是明顯的，尤其是牽伸熱空氣流速度較低時。膨化區(qū)噴絲板橫剖面示意圖噴絲板立體結(jié)構(gòu)圖二、實驗?zāi)康呐c要求1、掌握熔噴非織造布的生產(chǎn)工藝流程；2、熟悉熔噴設(shè)備的構(gòu)造原理；3、掌握熔噴工藝與產(chǎn)品性能的關(guān)系。三、實驗設(shè)備與儀器1.ROC-MB300熔噴實驗設(shè)備2.圓盤取樣刀3.電子天平四、實驗步驟與方法1.先熟悉熔噴設(shè)備的結(jié)構(gòu)、特點，了解設(shè)備的操作規(guī)范以及注意事項。2.打開電源，依次接通擠出機、計量磅、噴絲板組件的加熱器。3.打開風(fēng)機，接通氣流加熱開關(guān)對氣流進(jìn)行加熱。先開風(fēng)機后接通氣流加熱開關(guān)。4.當(dāng)溫度達(dá)到加工溫度后，加入聚合物切片，先開計量磅再開擠出機，有纖維噴出時打開送網(wǎng)簾。5.對收卷輥充氣，進(jìn)行熔噴材料收集。6.調(diào)節(jié)相關(guān)工藝參數(shù)（熱風(fēng)的溫度、速度，接受距離，送網(wǎng)簾的速度等）觀察纖網(wǎng)性能形態(tài)的改變。7.結(jié)束喂料，待沒有纖維噴出后，關(guān)閉電源。8.