熔噴聚乳酸非織造材料工藝與過濾性能研究

1、 優(yōu)化工藝參數(shù)以研制過濾性能良好的熔一本研究為上海市科技發(fā)展基金項(xiàng)目編號021311326收稿日期2004-11-03作者簡介渠葉紅女1978年生在讀博士研究生從事熔噴非織造材料工藝與性能的研究噴聚乳酸非織造材料并討論了工藝參數(shù)對熔噴聚乳酸非織造材料過濾性能的影響1實(shí)驗(yàn)部分l.l原料聚乳酸切片L-異構(gòu)體占95%摩爾分?jǐn)?shù)l.2實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器1實(shí)驗(yàn)設(shè)備東華大學(xué)非織造研究發(fā)展中心自行設(shè)計(jì)的熔噴非織造成網(wǎng)系統(tǒng)2實(shí)驗(yàn)儀器RS300旋轉(zhuǎn)式流變儀RL11B流動速度測定儀DSC822e差式掃描熱分析儀織物厚度儀J S M-5600LV數(shù)字化高低真空掃描電鏡P M I流體孔徑儀NLJ鈉焰法濾料效率檢測臺l.3性

2、能測試?yán)w網(wǎng)孔徑及其孔徑分布按ASTM標(biāo)準(zhǔn)測定纖網(wǎng)的0.3m粉塵過濾效率按GB6166-85標(biāo)準(zhǔn)測定5m粉塵過濾效率按GB T2626-1992標(biāo)準(zhǔn)測定l.4熔噴聚乳酸非織造材料加工工藝流程空壓機(jī)空氣加熱器氣體分配裝置聚乳酸切片烘燥熔融擠壓螺桿擠出機(jī)過濾。計(jì)量熔噴模頭組合件熔體細(xì)流拉伸冷卻接收卷繞912005年第5期產(chǎn)業(yè)用紡織品研究報(bào)告2結(jié)果與討論2.l選用的聚乳酸在熔噴工藝上應(yīng)用的可行性分析該聚乳酸是一種熱塑性聚合物L(fēng)-異構(gòu)體占95%摩爾分?jǐn)?shù)其他物理指標(biāo)測試結(jié)果如表1所示可以確定所選用的聚乳酸滿足熔噴工藝的基本要求表l聚乳酸的物理特征項(xiàng)目T gC C>TmC C>標(biāo)準(zhǔn)回潮率C%&g

3、t;熔融指數(shù)C g/10m i n>流變特性聚乳酸601680.512.60切力變稀2.2熔噴聚乳酸非織造材料加工工藝參數(shù)熔噴非織造材料的加工工藝參數(shù)很多主要包括聚合物熔體擠出量模頭和螺桿溫度氣流速度C壓力>和溫度以及接收距離其中模頭螺桿和氣流溫度取決于選用的原料依據(jù)原料的物理性能設(shè)定在綜合考慮產(chǎn)量和纖網(wǎng)性能基礎(chǔ)上聚合物熔體擠出量設(shè)定為0.06g/C孔m i n>2.3熔噴聚乳酸非織造材料的過濾性能熔噴非織造材料具有纖維細(xì)纖網(wǎng)孔隙多而尺寸小等特點(diǎn)非常適用于過濾材料通過大量的實(shí)驗(yàn)和工藝優(yōu)化研制的熔噴聚乳酸非織造材料具有較好的過濾性能在本研究中對聚乳酸熔噴非織造材料進(jìn)行了血液過濾

4、實(shí)驗(yàn)5m粉塵過濾實(shí)驗(yàn)以及0.30.5m C中值>粉塵過濾實(shí)驗(yàn)測試結(jié)果如表2所示表2聚乳酸熔噴非織造材料血液和粉塵過濾結(jié)果項(xiàng)目測試結(jié)果血液過濾白細(xì)胞去除率C%>99.7紅細(xì)胞回收率C%>92.7血小板回收率C%>88.3粉塵過濾5m效率C%>99.3初始阻力值C Pa>m效率C%>93.15注:測試樣品編號50從過濾機(jī)理分析纖網(wǎng)的過濾效率與纖網(wǎng)的孔徑以及是否駐極有直接的關(guān)系2.3.1纖網(wǎng)孔徑對纖網(wǎng)過濾效率的影響如圖1所示的實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明隨著纖網(wǎng)孔徑的增大過濾效率降低纖網(wǎng)孔徑在1627m范圍 內(nèi)對過濾效率影響很大>C1>式中:

5、D-平均孔徑;d f-纖維直徑;c-纖網(wǎng)密度;f C c>-纖網(wǎng)密度的函數(shù)f C c>=1.4>4c-1n c+2c-0.5c2-1.5由C1>式也可以得出D!d關(guān)系本實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2所示與該理論基本吻合 由此可見熔噴聚乳酸非織造材料的過濾效率是纖維線密度和纖網(wǎng)密度的函數(shù)而上述兩個指標(biāo)可以直接通過工藝參數(shù)的設(shè)定和調(diào)節(jié)來改變纖維線密度在根據(jù)所選用的聚乳酸原料的流變性能確定各區(qū)溫度和氣流溫度之后與纖維線密度相關(guān)的工藝參數(shù)主要有接收距離(DCD>和氣流速度(1>接收距離對纖維線密度的影響Randa11R.B resee等人56在接收距離對纖維直徑的影響

6、方面作了很多的研究研究結(jié)果表明(如圖3所示>在接收距離為110mm處纖維的速度和氣流的速度基本相等即此時纖維的加速度接近于零纖維的線密度也趨于穩(wěn)定在本實(shí)驗(yàn)中接收距離為110mm時纖維最細(xì)其直徑平均值為2.6m 的差異駐極前粉塵過濾效率為69.49%駐極后的粉塵過濾效率為99.95%3結(jié)論1聚乳酸在熔噴工藝上的應(yīng)用是切實(shí)可行的并且所研制的熔噴聚乳酸非織造材料具有較好的過濾性能2纖網(wǎng)孔徑對纖網(wǎng)過濾效率有直接的影響隨著纖網(wǎng)孔徑的增大過濾效率降低纖網(wǎng)孔徑在1627m范圍內(nèi)對過濾效率影響很大3熔噴聚乳酸非織造材料的過濾效率是纖維線密度和纖網(wǎng)密度的函數(shù)而上述兩個指標(biāo)可以直接通過工藝參數(shù)的設(shè)定和調(diào)節(jié)來

7、改變在根據(jù)所選用的聚乳酸原料的流變性能確定各區(qū)溫度和氣流溫度之后與纖維線密度相關(guān)的工藝參數(shù)主要有接收距離和氣流速度4在接收距離為110mm處纖維的速度和氣流的速度基本相等即此時纖維的加速度接近零纖維的線密度也趨于穩(wěn)定在本實(shí)驗(yàn)中接收距離為110mm時纖維最細(xì)其平均值為2.6m5在實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)P<0.44MPa隨著氣流壓力的增加纖維變細(xì)在P<0.40MPa時線密度下降非常明顯當(dāng)氣流壓力再增加時纖維線密度減小的幅度大大減小而氣流壓力太大會使得熔體在剛出噴嘴時就即刻被吹斷熔體得不到牽伸而成為粗短的纖維或料點(diǎn)6隨著接收距離的增加纖網(wǎng)的密度逐漸減小7在線駐極可使熔噴聚乳酸非織造材料的粉塵過濾效率

8、大幅度提高在本實(shí)驗(yàn)中駐極前粉塵過濾效率為69.49%的纖網(wǎng)駐極后的粉塵過濾效率可達(dá)99.95%參考文獻(xiàn)1D i eter.M11er Andreas Kr Ob j i1O W ski.M e1t b1O Wn Fabrics f r O m B i Ode g radab1e PO1y m ers.Inter nati Ona1 NOn WOven JOur na12001S p ri n g11162Gu YKe G F.The Investi g ati On On M e1t-B1O Wn PO1y1actic A ci d NOn WOven Pr Ocess.見Pr Oceedi

9、n g s Oft he T eXti1e Instit ute83r d W Or1d COnf erence.上海2004.105610593柯勤飛靳向煜主編.非織造學(xué).上海東華大學(xué)出版社2004.2904Peter P i n g-y i T sai.Characterizati On Of M e1t B1O Wn W eb Pr O p erti es U si n g A ir F1O W T echni C ue.Inter na-ti Ona1NOn WOven JOur na11999Fa1136415Randa11R B resee W en-chi en KO.F i b

10、er FOr m ati On duri n g M e1t b1O W i n g.Inter nati Ona1NOn WOven JOur-na12003Su mm er21286Randa11R B resee.F i ber M Oti On Near t he CO11ect Or duri n g M e1t B1O W i n g.Inter nati Ona1NOn WOven JOur-na12002Su mm er2734S t ud y On t he M e1t b1O Wn PLA NOn WOven Pr Ocessand F i1trati On Pr O p

11、ert yu y e hon g Kein f ei Jin xian gy u W uaibo and y in bao P uNOn WOven Research and D eve1O p m ent Cent er DOn g hua Uni versit yAbstract PLA p O1y1acti c aci d i s suit ab1e f Or m e1t-b1O Wn t echnO1O gy t hr Ou g h eX p eri m ent and ana1y si s.M e1t-b1O Wn PLA nOn WOvens Whi ch has g OOd fi

12、1trati On p r O p ert y i s p r Oduced b y O p ti m i zi n gp r Ocess p ara m et ers.A t t he sa m e ti m e t he m ai n p r Ocess p ara m et ers i nc1udi n g air ve1Ocit y di s-t ance f r O m di e t O cO11ect Or-DCD and e1ectret Whi ch i nf1uence t he fi1trati On p r O p ert y Of m e1t-b1O Wn PLA nO

13、n WOven f abri c are di scussed.Ke y words m e1t b1O Wn MB nOn WOvens PLA p O1y1acti c aci d p r Ocess fi1trati On p r O p ert y 22研究報(bào)告產(chǎn)業(yè)用紡織品總第l76期 熔噴聚乳酸非織造材料工藝與過濾性能研究作者:渠葉紅, 柯勤飛, 靳向煜, 吳海波, 殷保璞, Qu Yehong, Ke Qinfei, JIN Xiangyu , Wu Haibo, Yin Baopu作者單位:東華大學(xué)非織造研究發(fā)展中心,上海,200051刊名:產(chǎn)業(yè)用紡織品英文刊名:TECHNICA

14、L TEXTILES年,卷(期:2005,23(5被引用次數(shù):3次參考文獻(xiàn)(6條1.Dieter H Müller;Andreas Krobjilowski MeltblownFabrics from Biodegradable Polymers 20012.Qu Y H;Ke Q F The Investigation on Melt-Blown Polylactic Acid Nonwoven Process 20043.柯勤飛;靳向煜非織造學(xué) 20044.Peter Ping-yi Tsai Characterization of Melt Blown Web Properti

15、es Using Air Flow Technique 19995.Randall R Bresee;Wen-chien Ko Fiber Formationduring Meltblowing 20036.Randall R Bresee Fiber Motion Near the Collector during Melt Blowing 2002本文讀者也讀過(9條1.渠葉紅.柯勤飛.靳向煜.吳海波.殷保璞熔噴聚乳酸非織造材料工藝與過濾性能研究會議論文-20042.康衛(wèi)民.程博聞.焦曉寧.莊旭品.陳軍納米電氣石/聚丙烯駐極熔噴非織造布的研制會議論文-20063.程博聞.康衛(wèi)民.焦曉寧.C

16、HENG Bo-wen.KANG Wei-min.JIAO Xiao-ning復(fù)合駐極體聚丙烯熔噴非織造布的研究期刊論文-紡織學(xué)報(bào)2005,26(54.辛三法.萬尤寶.靳向煜.Xin Sanfa.Wan Youbao.Jin Xiangyu低熔點(diǎn)共聚酯流變性能研究期刊論文-產(chǎn)業(yè)用紡織品2007,25(55.練軍.陸忠熔噴非織造布過濾性能的研究期刊論文-產(chǎn)業(yè)用紡織品2002,20(96.劉亞.程博聞.周哲.成國祥.LIU Ya.CHENG Bowen.ZHOU Zhe.CHENG Guoxiang聚乳酸熔噴非織造布的研制期刊論文-紡織學(xué)報(bào)2007,28(107.渠葉紅.柯勤飛熔噴聚乳酸非織造材料的研究進(jìn)展期刊論文-產(chǎn)業(yè)用紡織品2003,21(128.蔡秉彝用于高效空氣過濾介質(zhì)的先進(jìn)駐極體會議論文-20049.渠葉紅聚乳酸熔噴非織造材料