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文檔簡介
1、非織造用纖維原料非織造用纖維原料趙薈菁非織造學(上)非織造學(上)主 要 內(nèi) 容1 1 纖維在非織造材料中的作用纖維在非織造材料中的作用2 2纖維與非織造材料性能的關(guān)系纖維與非織造材料性能的關(guān)系3 3纖維選用的原則纖維選用的原則4 4非織造常用纖維非織造常用纖維 5 5非織造用特種纖維非織造用特種纖維 什么是纖維?纖維是如何分類的? 長寬比至少為100的(1000以上),粗細一般為幾微米到上百微米的柔軟細長體,有連續(xù)長絲和短纖之分。 天然纖維:自然界里原有的或從經(jīng)人工種植的植物中、人工飼養(yǎng)的動物毛發(fā)和分泌液中直接獲取的纖維。 化學纖維:其主要特征是在人工條件下完成溶液或熔體紡絲纖維的過程。纖維
2、在非織造材料中的作用纖維在非織造材料中的作用作為基本結(jié)構(gòu)作為加固成分作為粘合成分一、纖維作為基本結(jié)構(gòu)一、纖維作為基本結(jié)構(gòu)原料選擇成網(wǎng)加固后整理濕法成網(wǎng)紡絲成網(wǎng)針刺法水刺法化學粘合熱粘合實物放大纖維作為基本結(jié)構(gòu),其占非織造材料比重比重的50%50%至至100%100%。 二、纖維作為加固成分二、纖維作為加固成分原料選擇成網(wǎng)加固后整理多見于針刺、水刺、縫編法非織造材料中。 三、纖維作為粘合成分三、纖維作為粘合成分原料選擇成網(wǎng)加固后整理化學粘合熱粘合濕法成網(wǎng) 成網(wǎng)的部分纖維具有熱熔性、水溶性、或可溶于有機溶劑; 纖維經(jīng)熱處理、水處理、或溶劑處理,熱熔、溶劑溶解或膨潤; 形成粘合成分,使纖維間互相粘合
3、,起到加固作用。三、纖維作為粘合成分三、纖維作為粘合成分四、既作主體,四、既作主體, 又作熱熔粘合成分又作熱熔粘合成分 雙組分纖維(如皮芯型纖維),兩種組分熔點不同,高熔點組分(通常為芯層)作為非織造材料的主體,低熔點組分(通常為皮層)在纖維交叉處熔融粘結(jié)。 纖維與非織造材料性能的關(guān)系纖維與非織造材料性能的關(guān)系微觀決定宏觀,成分決定性能,內(nèi)在決定外在;纖維的哪些特性對非織造材料的性能有影響呢? 1、纖維的表觀性狀,包括長度及長度分布,線密度,卷曲度,橫截面形狀,表面摩擦因數(shù)等; 2、纖維的物理機械性能和化學性能,包括機械性能,吸濕性,熱學性能等。纖維的表觀性狀對非織造材料性能的影響纖維長度 ,
4、非織造材料的強度纖維長度對非織造材料性能的影響纖維長度對非織造材料性能的影響 纖維之間的抱合力增大,纏結(jié)點增多,纏結(jié)效果增強; 粘合點增加,粘合力增強。那么是不是長度越長越好呢?NO!WHY?強度的增強和纖維長度不成正比。受到加工工藝的約束。長度分布越窄,對纖維的控制越容易,纖網(wǎng)的均勻程度較好。避免超長纖維出現(xiàn),因其在纖維分散過程中起橋梁作用,使分散的纖維再次糾纏。通常,對于定量相同的纖網(wǎng),纖維越長、細,強力越大。纖維長度分布對非織造材料性能的影響纖維長度分布對非織造材料性能的影響定量相同的條件下,纖維細度 ,非織造材料的強度纖維細度纖維細度( (線密度線密度) )對非織造材料性能的影響對非織
5、造材料性能的影響WHY? 定量相同的纖網(wǎng),纖維的根數(shù)和細度成反比,纖維數(shù)目增多,之間的接觸點或接觸面增大,纖維之間的粘結(jié)點或相對滑移阻力提高。那么是不是細度越細越好呢?NO!細度過細會對開松、梳理、成網(wǎng)造成困難。受到產(chǎn)品用途的約束,一般為1.2-33 dtex。纖維卷曲度 ,非織造材料的強度 在機械加固法中,纖維卷曲度高,可增加纖維之間的滑移阻力,提高成品的強力。纖維卷曲度的選擇,受到成網(wǎng)加工條件的約束 纖維之間的抱合力較大,成網(wǎng)均勻度較好,在輸送或折疊的過程中纖網(wǎng)的變形少。在粘合工藝中,纖維卷曲度高,粘合點之間的纖維可保持一定的伸長,可改善成品的手感、彈性。纖維卷曲度對非織造材料性能的影響纖
6、維卷曲度對非織造材料性能的影響在濕法非織造材料生產(chǎn)中,也是同樣的情況嗎?纖維截面對其硬挺度、彈性、粘合性及光澤等有一定影響。纖維硬挺度、彈性 若圓形截面纖維的硬挺度為100,則具有同樣強度的等邊三角形截面纖維為120,而橢圓的僅為50;中空纖維剛性優(yōu)良,蓬松性、保暖性好。粘合面積(纖維表面積) 異形截面纖維的表面積比相同強度圓形截面纖維的要高許多。星形截面的比圓形的大50%。光學效應 異性截面對光線的反射使得產(chǎn)品具有一定的光澤。纖維橫截面形狀對非織造材料性能的影響纖維橫截面形狀對非織造材料性能的影響 如果用以上纖維做非織造材料,哪些強力高?哪些彈性好?哪些較硬挺?哪些光學性能好?機械加固中,纖
7、維表面的摩擦因數(shù)大,纖維之間的切向阻力增大,可提高成品的強力。針刺加固中,若纖維表面的摩擦因數(shù)過大,則會增大刺針的穿刺阻力,造成針刺困難,引起斷針增加。成網(wǎng)加工中,纖維表面的摩擦因數(shù)過大,增加了靜電的產(chǎn)生與積聚,影響成網(wǎng)質(zhì)量。纖維表面摩擦因數(shù)對非織造材料性能的影響纖維表面摩擦因數(shù)對非織造材料性能的影響纖維的物理機械性能和化學性能對非織造材料性能的影響纖維的機械性能(斷裂強度和伸長,初始模量,彈性恢復性,耐磨性等)影響著最終非織造產(chǎn)品的機械性能。天然纖維和化學纖維的強度與伸長差別較大,其拉伸曲線的形狀不同(如課本第18頁圖2及圖3所示)。纖維的機械性能在干態(tài)和濕態(tài)下是不同的,在不同的成網(wǎng)方式中應
8、予以考慮。纖維機械性能對非織造材料性能的影響纖維機械性能對非織造材料性能的影響纖維類型纖維類型回潮率回潮率%(空氣溫度空氣溫度20 ,相對濕度,相對濕度65%)棉棉苧麻苧麻細羊毛細羊毛桑蠶絲桑蠶絲普通粘膠普通粘膠富強粘膠富強粘膠聚酰胺聚酰胺6聚酰胺聚酰胺66聚酯聚酯聚丙烯腈聚丙烯腈聚乙烯醇聚乙烯醇聚丙烯聚丙烯78213151789131512143.554.24.50.40.51.224.550 纖維吸濕性對非織造材料性能的影響纖維吸濕性對非織造材料性能的影響纖維吸濕性對非織造加工工藝有影響,如化學粘合法、水刺法等工藝。吸濕性好的纖維構(gòu)成的纖網(wǎng)有利于粘合劑在纖網(wǎng)中的均勻分散,粘合效果好。吸濕性
9、好的纖維在水刺過程中易纏結(jié),可提高產(chǎn)品機械性能。在干法成網(wǎng)和針刺加固中,纖維的吸濕性既不能過低也不能過高。纖維吸濕性對非織造材料性能的影響纖維吸濕性對非織造材料性能的影響為什么要考慮纖維的熱學性能?纖維的熱學性能對非織造材料性能的影響纖維的熱學性能對非織造材料性能的影響 非織造材料在加工和使用過程中遇到不同的溫度環(huán)境,且溫度范圍較廣。 如化學粘合法中的烘燥、焙烘工藝及熱熔粘合過程。 合成纖維在熱作用下會產(chǎn)生收縮,不同的纖維收縮時的溫度不同,其收縮率也不同,因此要考慮纖維的熱學性能。纖纖 維維 類類 型型 軟化點(軟化點() 熔點(熔點()分解點(分解點() 玻璃化溫度(玻璃化溫度()棉棉羊羊
10、毛毛蠶蠶 絲絲聚酰胺聚酰胺6聚酰胺聚酰胺66聚酯聚酯聚丙烯腈聚丙烯腈 聚乙烯醇聚乙烯醇聚丙烯聚丙烯聚氯乙烯聚氯乙烯聚乙烯聚乙烯 180225235240190240干態(tài)干態(tài)220230熱水熱水110118145-15090100110115 215253256 163175200125130150135150 280300 310 47.658280.909085188267纖維的熱學性能對非織造材料性能的影響纖維的熱學性能對非織造材料性能的影響生產(chǎn)工藝對纖維的耐化學性能提出要求。比如化學粘合法以及后整理。不同纖維的耐化學性見課本20頁的表2-3。纖維的耐化學性能對非織造材料性能的影響纖維的耐
11、化學性能對非織造材料性能的影響原料選擇成網(wǎng)加固后整理非織造材料纖維原料的選用原則(一)非織造材料使用性能的要求 用途不同,要求不同。 如彈性、吸濕性、強度、耐磨性、生物穩(wěn)定性、可降解性、耐腐蝕性等。三原則 代號,化學名稱,國內(nèi)商品名PET,聚酯,滌綸;PE,聚乙烯,乙綸;PA6,聚酰胺6,錦綸6;PA66,聚酰胺66,錦綸66;PP,聚丙烯,丙綸;PAN,聚丙烯腈,腈綸;PVAL,聚乙烯醇縮甲醛,維綸;PVC,聚氯乙烯,氯綸;PTFE,聚四氟乙烯,氟綸;PVA,聚乙烯醇 根據(jù)課本表根據(jù)課本表2-4,2-5,2-6,2-72-4,2-5,2-6,2-7完成以下作業(yè):選擇完成以下作業(yè):選擇合適的纖
12、維原料,制備合適的纖維原料,制備3 3種不同類型的非織造材料。種不同類型的非織造材料。三原則 (二)工藝與設(shè)備的適應性 主要考慮成網(wǎng)與纖網(wǎng)加固兩道工序。 不同工藝對纖維原料的要求不同,主要考慮長度、細度、強度、吸濕性、纖維截面形狀、表面形態(tài)、摩擦因數(shù)、耐熱性、卷曲度、導電性等。 作業(yè):根據(jù)你所理解的三種加工工藝,說出其作業(yè):根據(jù)你所理解的三種加工工藝,說出其對纖維原料的要求。對纖維原料的要求。三原則 (三)產(chǎn)品的成本及環(huán)境資源的要求 廉價、容易購買。 在使用性能、加工性能和成本三方面需綜合考慮。 同時盡可能選擇可降解、無污染、可回收的纖維原料。 查詢原料價格,包括棉、苧麻、粘膠纖維、聚查詢原料
13、價格,包括棉、苧麻、粘膠纖維、聚酯、聚丙烯、聚酰胺、聚丙烯腈、聚四氟乙烯,酯、聚丙烯、聚酰胺、聚丙烯腈、聚四氟乙烯,并說明出處。并說明出處。v 服裝襯:聚酯,聚酰胺,粘膠v 保暖絮片:聚酯(中空,三維卷曲),聚丙烯腈v 服裝面料:聚酯v 人造毛皮:聚丙烯腈v 毛毯:羊毛,聚丙烯腈v 窗簾:聚酯v 地毯:聚酯,聚丙烯,聚酰胺v 墻布:聚酯v 衛(wèi)生巾和尿片包覆布:聚丙烯,ES纖維,棉v 手術(shù)衣:聚丙烯,木漿纖維,粘膠v 繃帶和敷料:棉,粘膠v 合成革基布:聚酯,聚酰胺v 內(nèi)底革:聚酯,粘膠,聚氯乙烯纖維根據(jù)三原則選用非織造原料v 土工合成材料:聚酯,聚丙烯,聚酰胺,聚乙烯醇v 過濾材料:聚酯,聚丙
14、烯,棉,耐高溫纖維等v 吸油材料:聚丙烯,天然秸桿材料v 電器絕緣材料:聚酯,聚丙烯v 隔音材料:聚丙烯,聚乙烯醇,廢纖維v 隔熱材料:棉,粘膠,麻纖維,廢纖維v 包裝材料:聚乙烯,廢纖維,聚酯,聚酰胺v 拋光材料:聚酰胺,麻纖維v 書籍布:聚酯,聚酰胺,聚乙烯v 造紙毛毯:聚酰胺,羊毛根據(jù)三原則選用非織造原料非織造常用纖維序號名稱長度(mm)細度(dtex)強度(cN/dtex)斷裂伸長()最高使用溫度()回潮率(%)吸濕性化學穩(wěn)定性、耐酸堿性1棉2羊毛3桑蠶絲4亞麻5粘膠6PET纖維的分類纖維的分類纖維天然纖維 天然纖維素纖維 天然蛋白質(zhì)纖維 棉、麻、椰殼纖維、木漿纖維、竹纖維等毛纖維、絲
15、 PET、PP、PA、PAN等化學纖維再生纖維合成纖維 再生纖維素纖維 再生蛋白質(zhì)纖維 粘膠纖維、醋酯纖維、Lyocell纖維等 大豆蛋白、花生蛋白纖維等無機纖維 玻璃、炭、金屬纖維等纖維的分類纖維的分類 長絨棉:長33 45 mm,細度小于1.43 dtex; 細絨棉:長23 33 mm,細1.43 2.22 dtex; 粗絨棉:長15 24 mm,細2.5 4.0 dtex; 吸濕性:我國原棉的回潮率為8% 13%; 單纖維強力: 2.55 cN,濕強比干強增加2% 10%; 斷裂伸長率3%7%。 優(yōu)點:細長而柔軟,吸濕性好,耐強堿,耐有機溶劑,耐漂白劑,隔熱耐熱; 缺點:彈性和彈性恢復性
16、較差,不耐強無機酸,易發(fā)霉,易燃,含雜質(zhì)較多 非織造用途:醫(yī)用衛(wèi)生材料、用即棄產(chǎn)品、保暖絮片等。棉纖維棉纖維長20 250 mm,細3.0 7.5 dtex,斷裂強度6.73 cN/dtex,斷裂伸長3.77%,濕強大于干強;吸濕、放濕性很好(公定回潮率12%),潤濕的苧麻織物3.5小時可陰干;剛性好,硬挺性好,但抱合力較小。主要用于生產(chǎn)拋光材料、襯里材料、防水材料等。麻纖維麻纖維一、苧麻長1.5 5 mm,細15 18 m;吸濕、導濕性很強(公定回潮率14%);較粗硬,剛性好,硬挺性好,但抱合力較小。主要用于生產(chǎn)地毯、包裝用料、車用內(nèi)飾基底材料等。麻纖維麻纖維二、黃麻長10 26 mm,細1
17、.9 3.8 dtex、12 17m;具有較好的吸濕、導濕性能(公定回潮率12%);剛性好,硬挺性好,但抱合力較小。主要用于汽車內(nèi)飾材料、包裝及裝飾材料等。麻纖維麻纖維三、亞麻長15 25 mm,細15 17m,斷裂強度4.8 5.4 cN/dtex,斷裂伸長2.2% 3.2%;具有較好的吸濕、透氣性能(公定回潮率12%);較柔軟,其制品的刺癢感較小,具有一定的抗霉殺菌功能??捎糜谏a(chǎn)理療保健用品。麻纖維麻纖維四、大麻長20 25 mm,細17 23m,斷裂強度2.9 cN/dtex,斷裂伸長3.33%;吸濕速度較慢、放濕速度較快(公定回潮率12%);具有麻類纖維的一般特點,及一定的醫(yī)療保健功
18、能??捎糜谏a(chǎn)理療保健用品。麻纖維麻纖維五、羅布麻特性: 長度為150 330 mm,直徑為0.050.3 mm,剛度大,彈性好。用途: 采用針刺工藝可以加工成用于沙發(fā)、汽車座墊及彈簧軟墊、厚床墊、運動墊的填料。 其產(chǎn)品具有舒適性好、彈性好、不老化、環(huán)保等特點。椰殼纖維椰殼纖維特性: 長度為1 2 mm,細度為1.8 3.8 dtex; 吸濕性極好,具有良好的生物降解性能,是一種可再生資源。用途: 吸濕性用即棄產(chǎn)品,如尿不濕、餐巾等; 醫(yī)療用和工業(yè)用抹布等; 木漿纖維木漿纖維 純天然木漿纖維無紡布,無刺激長度為1.3 3.1 mm,寬度為10 19 m;斷裂強度3.49 cN/dtex,斷裂伸
19、長5.1%;具有較好的吸濕、滲透、放濕、透氣性能(公定回潮率12%);具有一定的抗菌性。用途: 可制成竹漿粕,用來制造粘膠類纖維; 可用于生產(chǎn)廚房用產(chǎn)品、理療保健用品等。 竹纖維竹纖維毛纖維毛纖維一、綿羊毛 超細毛:細度18 27 m,長12 cm 半細毛:細度25 37 m,長36 m,長15 30 cm 縱向形態(tài):鱗片狀,天然卷曲; 截面:圓或橢圓,分層。斷裂強度0.9-1.5 cN/dtex,斷裂伸長25-35%,濕態(tài)斷裂強度0.67-1.43 cN/dtex,濕態(tài)斷裂伸長25-50%,分解點135;天然卷曲,彈性好,手感豐滿,保暖性好,吸濕性強,光澤柔和,染色性好,具有獨特的縮絨性,但
20、價格高。主要用于生產(chǎn)高級地毯、造紙毛毯等。毛纖維毛纖維一、綿羊毛毛纖維毛纖維 還包括山羊絨、兔毛、馬海毛、駝毛、牦牛毛等 由于毛纖維價格高,在非織造材料生產(chǎn)中用的不多 采用的原料主要是毛紡加工中的短毛、粗毛,用于地毯托墊材料、地毯夾心層、絕熱保暖材料等。蠶絲蠶絲一、家蠶絲蠶絲形成過程蠶絲蠶絲一、家蠶絲Longitudinal viewCross section長800 1500 m,細2.6 3.9 dtex,吸濕性較強(公定回潮率11%),強度2.5 3.5 cN/dtex,斷裂伸長率15% 25%不耐強酸強堿,能長時間耐受100高溫,分解點150左右,導熱率小,耐光性較差;非織造工業(yè)中用絲
21、絹下腳料生產(chǎn)化妝用品、衛(wèi)生護墊等。蠶絲蠶絲二、野蠶絲之柞蠶絲長600 1000 m,細6.16 dtex,吸濕性較強,強度,3 3.5 cN/dtex,斷裂伸長率23% 27%耐酸堿性比家蠶絲強,耐高溫,導熱率小,耐光性較差;光澤度不如家蠶絲,呈天然淡褐色。蜘蛛絲蜘蛛絲橫截面為圓形,平均直徑6.9m,比強度為7 cN/dtex,斷裂伸長率27%;耐紫外線性能好,耐熱性好,強度高,韌性好,質(zhì)地輕;是制造防彈衣、降落傘的理想材料,但無法大量獲得使用。 制作粘膠纖維的原料包括棉短絨、木材、蘆葦、甘蔗渣、竹、海藻等,從中提取干凈的纖維素制成粘膠液,經(jīng)紡絲得到粘膠纖維。粘膠纖維粘膠纖維奧地利Lenzin
22、g公司粘膠纖維生產(chǎn)流程 可分為普通粘膠纖維、強力粘膠纖維、富強纖維,其中普通粘膠纖維多用于非織造工業(yè)。 長38 65 mm,細1.65 5.5 dtex,干強1.6 2.7 cN/dtex,濕強是干強的60%,吸濕性好(公定回潮率13%),分解點150。 強力較低,吸濕性良好,不起球,濕強力更低,耐磨性差,彈性較差。生產(chǎn)過程污染嚴重。 粘膠纖維已開發(fā)出許多新品種,如高卷曲、高濕強、高吸濕等,常用于醫(yī)衛(wèi)材料,和其它纖維混和后用于服裝襯基布、合成革基布、食品過濾材料等。粘膠纖維粘膠纖維采用溶劑法生產(chǎn)的一種新型的纖維素纖維,纖維素直接溶解在有機溶劑中,經(jīng)稀釋、紡絲、拉伸成型、清洗、烘干等工序而成。具
23、有完整的圓形截面和光滑的表面結(jié)構(gòu),具有較高的聚合度。Lyocell纖維既具有纖維素的優(yōu)點,如吸濕性、抗靜電性和染色性,又具有普通合成纖維的強度和韌性。其干強達到4.2 cN/dtex,與普通聚酯纖維相近,濕強僅比干強低15%左右,仍保持較高的強度。該纖維生產(chǎn)時不污染環(huán)境,自身可生物降解,故可稱為“綠色纖維”。主要用于制造合成革基材和醫(yī)用衛(wèi)生材料。Lyocell纖維纖維Lyocell纖維與粘膠纖維拉伸性能對比Lyocell纖維纖維Lyocell纖維非織造材料與滌綸非織造材料的拉伸性能對比Lyocell纖維纖維將棉漿粕溶解在氫氧化銅或堿性銅鹽的濃銅氨溶液內(nèi),制成紡絲液,再以濕法紡絲成型。截面呈圓形
24、,表面光滑,光澤柔和。細度為0.44 1.44 dtex,吸濕性與粘膠纖維相似(回潮率12% 13%)。其干強與粘膠纖維相似(1.6 2.7 cN/dtex),濕強高于粘膠纖維。一般用作高檔絲織和針織原料。銅氨銅氨纖維纖維以纖維素漿粕為原料,利用醋酯酐對羥基的作用,使羥基被醋酯酐的乙?;脫Q,生成纖維素酯,經(jīng)干法或濕法紡絲成型。有二醋酯和三醋酯之分,非織造用的一般為二醋酯纖維素纖維。其干強為1.06 1.5 cN/dtex,濕強為0.6 0.79 cN/dtex,斷裂伸長率約為25%(干態(tài))和35%(濕態(tài))。吸濕性一般(回潮率6.5%)。截面為不規(guī)則多瓣型,模量低,易變形,低伸長下的彈性恢復性
25、極好。一般用作濾材,如香煙濾嘴材料。醋酯醋酯纖維纖維化學名稱為聚對苯二甲酸乙二酯,又稱滌綸,簡寫為PET或PES。細度1.54 22 dtex,長度38 50 mm以上。干、濕斷裂強度3.52 5.28 cN/dtex,斷裂伸長35 50%,初始模量2244 cN/dtex,密度為1.38g/cm3,熔點255 265左右,回潮率0.4%;變形回復性好,耐磨性好,彈性好,強力高,絕緣性好,耐酸不耐強堿,抗老化性能較好;吸濕性差,化學加固時粘合劑不易分散均勻,易產(chǎn)生靜電;非織造工藝中常用截面為圓形、三角形、扁帶形、中空圓形等,通常適用于絕緣材料、保暖絮片、墻布、服裝襯基布、屋頂防水材料、土工合成
26、材料等。聚酯纖維聚酯纖維高收縮聚酯纖維聚酯纖維聚酯纖維由聚丙烯熔融紡絲制得,又稱丙綸,簡寫為PP。斷裂強度4.5 7.5 cN/dtex,彈性模量20 55 cN/dtex,密度為0.91g/cm3(相當聚酰胺的80%,聚酯的70%),熔點165 170 左右。耐酸、耐腐蝕性較好,抗霉抗蛀性好,干和濕強度好,耐磨性好,不起球,變形回復性好,絕緣性好;但其吸濕性極低,耐光性差,易老化??捎糜谕凉ず铣刹牧?、地毯、手術(shù)衣、手術(shù)罩布、嬰兒尿片和婦女衛(wèi)生巾包覆材料、吸油材料、過濾材料、保暖材料、隔音材料、揩布等。聚丙烯纖維聚丙烯纖維 通常由聚酰胺6熔融紡絲制得,又稱錦綸、尼龍纖維,簡寫為PA。斷裂強度4
27、 5.3 cN/dtex,斷裂伸長18 45%,熔點265 左右,回潮率為4.5%左右;彈性恢復性好,耐疲勞性能強,耐磨性強,但其耐堿/耐酸性較差,熱收縮率大,初始模量低,易起球起毛;主要用于服裝襯基布、造紙毛毯、地毯、合成革基布、拋光材料、土工合成材料、窗簾等。聚酰胺纖維聚酰胺纖維濕法紡絲制得的聚乙烯醇縮甲醛纖維,又稱維綸,簡寫為PVA。斷裂強度3.52 5.72 cN/dtex,斷裂伸長1226%,回潮率可達5%左右;耐干熱,不耐濕熱,耐堿,不耐強酸,耐海水腐蝕,耐霉菌,熱傳導率低,保暖性好,耐光,抗老化性好;主要非織造產(chǎn)品有油氈基材、過濾材料、襯里材料、醫(yī)用衛(wèi)生材料等。聚乙烯醇纖維聚乙烯
28、醇纖維由丙烯腈和其它單體共聚而成,濕紡或干紡成形,簡寫為PAN。斷裂強度1.76 3.08 cN/dtex,分解點280300 ,回潮率1.2% 2%;強力較高,彈性好,蓬松性及柔軟性與羊毛相似,有“合成羊毛”之稱。耐光性強,耐化學腐蝕,易起毛起球,耐磨性較差。主要用于生產(chǎn)家用裝飾材料(如窗簾),服裝襯里、人造毛皮、毛毯、地毯等。聚丙烯腈纖維聚丙烯腈纖維使用玉米作為原料,從中提取淀粉,經(jīng)過酶分解得到葡萄糖,再通過乳酸菌發(fā)酵后變?yōu)槿樗?,然后?jīng)過化學合成得到高純度聚乳酸,再通過熔融紡絲等加工技術(shù)生產(chǎn)出纖維 ,再經(jīng)干法或濕法成網(wǎng)制得非織造材料,也可由紡粘法或熔噴法直接制成非織造材料。聚乳酸纖維聚乳酸
29、纖維(PLA)玉米淀粉玉米淀粉乳酸乳酸聚乳酸聚乳酸聚乳酸纖維聚乳酸纖維應用應用填埋堆肥填埋堆肥二氧化碳二氧化碳+ +水水微生物分解微生物分解光合作用光合作用BIODEGRADATION Conversion of organic compounds to inorganic constituents, naturally occurring gases and biomass, by the action of micro-organisms.強度4.0 4.8 cN/dtex,伸長率25% 40%,回潮率0.5%;可生物降解,生物相容性好,熱塑性好;在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生等許多領(lǐng)域具有廣泛的
30、用途。聚乳酸纖維聚乳酸纖維(PLA)主要用途 主要產(chǎn)品 農(nóng)業(yè)、林業(yè)用防獸網(wǎng)、育苗袋、防霜防凍、防雜草袋網(wǎng)、種子袋、農(nóng)用化學品和化肥袋等漁業(yè)用魚網(wǎng)、養(yǎng)殖網(wǎng)、魚線、海岸網(wǎng)等工業(yè)(紙業(yè))用強化紙和特殊用紙、包裝材料等建筑、土木工程用土壤補強材料、土工布等食品用包裝袋、過濾網(wǎng)等醫(yī)療衛(wèi)生用尿布、個人衛(wèi)生產(chǎn)品、手術(shù)縫合線、紗布和海綿、用即棄衣物骨折內(nèi)固定物、防粘連膜等服裝用內(nèi)衣、外衣、運動服裝等家庭、裝飾用 窗簾、臺布、擦拭布、日常家居用品等 棉紡廠的皮輥花、粗紗頭、梳棉抄斬花、精梳落棉、短絨;毛紡廠的落毛、精梳短毛;麻紡廠的苧麻落麻;化纖廠的廢絲、再紡纖維等;服裝裁剪邊角料與舊衣等進行布開花處理形成的廢
31、纖維;主要用于填料、包裝材料、隔音隔熱材料、絮墊等產(chǎn)品。各種回花落纖各種回花落纖 用于非織造材料生產(chǎn)的特種纖維高性能纖維高性能纖維序號名稱商品名強度(cN/dtex)模量(cN/dtex)斷裂伸長()最高使用溫度()1芳綸1313Nomex4.84132172042芳綸1414Kevlar19.3644042323聚苯并咪唑纖維PBI4.27137105604聚砜酰胺纖維芳砜綸3.854172005聚四氟乙烯纖維氟綸1.7513.2252806聚丙烯腈基碳纖維CF(PAN)19627061N/mm2226686kN/mm225%20003500耐腐蝕纖維:耐腐蝕纖維: 即含氟纖維。即含氟纖維。
32、 有聚四氟乙烯纖維有聚四氟乙烯纖維(Teflon TFE)、四氟乙烯)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚纖維六氟丙烯共聚纖維(Teflon FEP)、聚偏氯乙烯纖維、乙烯、聚偏氯乙烯纖維、乙烯-三氟氯乙烯共三氟氯乙烯共聚纖維等。聚纖維等。耐高溫纖維:有聚間苯二甲酰間苯二胺纖維耐高溫纖維:有聚間苯二甲酰間苯二胺纖維(No-mex)、聚酰亞胺纖維、聚酰亞胺纖維、 聚苯砜酰胺纖維、聚酰胺酰聚苯砜酰胺纖維、聚酰胺酰亞胺纖維亞胺纖維(Kermel)、聚苯并咪唑纖維、聚苯并咪唑纖維(PBI)等。(等。(在較在較長時間經(jīng)受高溫長時間經(jīng)受高溫(例如例如200以上以上)尚能基本保持其原有尚能基本保持其原有的物理機械性能的
33、化學纖維的物理機械性能的化學纖維 )抗燃纖維抗燃纖維:有酚醛纖維、芳香族聚酰胺表面化學處理有酚醛纖維、芳香族聚酰胺表面化學處理纖維、金屬螯合纖維、聚丙烯腈預氧化纖維等。纖維、金屬螯合纖維、聚丙烯腈預氧化纖維等。高性能纖維高性能纖維高強度高模量纖維:有聚苯二甲酰對苯二胺纖高強度高模量纖維:有聚苯二甲酰對苯二胺纖維維(Kevlar)、 芳香族聚酰胺共聚纖維芳香族聚酰胺共聚纖維(HM-50)、雜、雜環(huán)族聚酰胺纖維、碳纖維環(huán)族聚酰胺纖維、碳纖維 (Carbon fiber :Torayca)、石墨纖維、石墨纖維(M40)、碳化硅纖維等。、碳化硅纖維等。(強度大于強度大于10克克/旦,模量大于旦,模量大
34、于 200克克/旦的特種纖旦的特種纖維維。 )彈性體纖維:有聚酯型和聚醚型聚氨基甲酸酯彈性體纖維:有聚酯型和聚醚型聚氨基甲酸酯纖維纖維(Spandex)、 聚丙烯酸酯類纖維聚丙烯酸酯類纖維(Anidex)、聚對苯二甲酸丁二醇酯纖維聚對苯二甲酸丁二醇酯纖維(Fibre-L)等。(等。(具有具有高斷裂伸長(高斷裂伸長(400以上)、以上)、 低模量和高彈性回低模量和高彈性回復率的合成纖維。復率的合成纖維。 )高性能纖維高性能纖維可溶性粘結(jié)纖維:可溶性粘結(jié)纖維:高性能纖維高性能纖維 可溶性粘結(jié)纖維在熱水/水蒸汽/溶劑中產(chǎn)生溶解現(xiàn)象,干燥后使纖網(wǎng)內(nèi)纖維之間粘合。 1、水溶性聚乙烯醇,用即棄型醫(yī)療衛(wèi)生材
35、料 2、日本開發(fā)的Efpakal L90纖維為50%聚氯乙烯與50%聚乙烯醇共聚,在90熱水中聚乙烯醇部分溶解,而聚氯乙烯部分軟化、粘合。 3、德國Enka公司的N40纖維為共聚酰胺,在過熱蒸汽或190 干燥熱風中可熔融。熱熔粘合纖維:熱熔粘合纖維:高性能纖維高性能纖維l 熔融紡絲制成的合成纖維均可作為熱熔粘合纖維用于熱粘合法非織造材料的生產(chǎn)。但某些纖維的熔點較高,生產(chǎn)能耗大,熱收縮大,不適合作熱熔粘合纖維。由此國內(nèi)外先后開發(fā)了一些低熔點的熱熔粘結(jié)纖維。l 對低熔點的熱熔粘結(jié)纖維的要求:熔點低軟化溫度范圍大熱收縮小纖維類別 粘合溫度 纖維類別 粘合溫度 低密度聚乙烯 85115 Kodel 4
36、10 (PET,Eastman) 85170 高密度聚乙烯 126135 Dacron 927,923,920 (PET, Dupont) 160180 聚丙烯 140170 Unitika 2000,3300,4000 110200 聚氯乙烯 115160 Heterofil PA (ICI)雙組份 220230 共聚酰胺 110140 Trevira 813 (Hoechst) 210225 聚酰胺6 170225 Heterofil PES (ICI) 雙組份 170230 聚酰胺66 220260 ES Faser (PP/PE,Chisso) 雙組份 120150 聚酯 230260
37、 Unitika 2080,3380,4080 雙組份(PET) 110200 常用熱熔纖維及其粘合溫度常用熱熔纖維及其粘合溫度 軸向有管狀空腔的化學纖維稱為中空纖維。按卷曲特征分為二維卷曲和三維卷曲。按組分多少分為單一型中空纖維(如滌綸中空纖維)和雙組分復合型中空纖維(如滌/丙復合中空纖維)。按其孔數(shù)的多少分為單孔和多孔纖維,如4孔、6孔和9孔中空纖維。中空纖維的中空度越大,材料滯留的空氣量越大,使非織造產(chǎn)品更輕便、更保暖。最常用的是滌綸三維立體卷曲中空纖維,具有彈性好、蓬松、保暖、透氣等優(yōu)點,是噴膠棉、仿絲面、仿羽絨等保暖絮片的主要原料。卷曲中空纖維高性能纖維高性能纖維四孔四孔中空纖維中空
38、纖維 超細纖維通常是指纖維細度在0.44 dtex以下的纖維。超細纖維生產(chǎn)方法主要有:u采用復合紡絲技術(shù)先制得雙組份復合纖維,通常為海島型纖維和桔瓣型纖維,然后分離雙組份,形成超細纖維。p 對于海島型纖維,采用溶解法溶去“?!苯M份,留下的“島”組份即為超細纖維,細度可達到:0.0011 0.11 dtex。超細纖維超細纖維堿減量處理海島型纖維p 對于桔瓣型纖維,可采用機械方法分離兩組份,分離后兩組份均為超細纖維,細度可達到:0.11 0.44 dtex。p 桔瓣型纖維也可采用堿減量處理方法,其中一個組份(通常是聚酯)被溶去。u采用熔噴非織造技術(shù),直接得到由超細纖維構(gòu)成的非織造材料,平均纖維直徑
39、為25m。超細纖維超細纖維機械分裂桔瓣型纖維堿減量處理桔瓣型纖維 與高性能纖維不同之處是,高性能纖維強調(diào)耐高溫、熱穩(wěn)定性以及高強度等性能,而功能性纖維強調(diào)使用功能,如: 導電 抗菌 抗紫外線 除臭 吸收太陽能 吸水、吸油功能纖維功能纖維 (1) 物理性功能電學功能有抗靜電性、導電性、電磁波屏蔽性、光電性以及信息記憶性等; 熱學功能有耐高溫性、絕熱性、阻燃性、熱敏性、蓄熱性以及耐低溫性等; 光學功能有光導性、光折射性、光干涉性、耐光耐候性、偏光性以及光吸收性等; 物理形態(tài)功能有異形截面形狀、超微細和表面微細加工性等。 (2) 化學性功能如光降解性、光交聯(lián)性、消異味功能和催化活性功能等。功能纖維分
40、類功能纖維分類(3) 物質(zhì)分離性功能如分離性功能有中空分離性、微孔分離性和反滲透性等; 吸附交換功能有離子交換性、高吸水性、選擇吸附性等。(4) 生物適應性功能其中醫(yī)療保健功能如防護性、抗菌性、生物適應性等; 生物功能如人工透析性、生物吸收性和生物相容性。 功能纖維分類功能纖維分類導電纖維導電纖維 通常是指在標準狀態(tài)下(20 、65 %相對濕度) 、比電阻在107cm 以下的纖維。 導電纖維的分類:(1)金屬化合物型導電纖維,將炭黑、金屬氧化物等高濃度的導電微粒局部混入纖維中制取(2)金屬系導電纖維。金屬的導電性能(3)碳黑系導電纖維:摻雜法; 涂層法; 纖維炭化處理;如聚丙烯腈纖維、纖維素纖
41、維、瀝青系纖維等,經(jīng)炭化處理后, (4)導電高分子型纖維:聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等高分子導電物質(zhì)?;煊锌咕鷦┗蚪?jīng)抗菌表面處理的纖維。對抗甲氧苯青霉素的黃色葡萄菌等,具有抗菌殺菌功能,可防感染和傳染?;烊胄偷闹品ㄊ菍⒑y、銅、鋅離子的陶瓷粉等具有耐熱性的無機抗菌劑,混入聚酯、聚酰胺或聚丙烯腈中進行紡絲而得;后處理型是將天然纖維用季銨化物或脂肪酰亞胺等有機抗菌劑浸漬處理制得。用于醫(yī)院用紡織品如衣服、床單、罩布、窗簾、連褲襪、短襪和繃帶等。 抗菌纖維抗菌纖維抗紫外線纖維抗紫外線纖維又稱耐光性纖維。本身具有抗紫外線破壞能力的纖維或加入抗紫外線添加劑的纖維。紫外線會引起纖維強度的下降,甚至分解。
42、各種纖維對紫外線的破壞作用反應不同,在生產(chǎn)過程中要添加抗紫外線添加劑或光穩(wěn)定劑??棺贤饩€纖維主要用于織造戶外用品如遮陽棚等。一、玻璃纖維圓截面,細度1.2 2.8 dtex,斷裂強度12 18 cN/tex,斷裂伸長率3% 5%,彈性恢復率100%;玻璃纖維表面光滑,剛性大,耐熱性好,絕熱,隔音,耐老化;質(zhì)脆,易斷,碎屑會引起人體皮膚過敏,因此要注意生產(chǎn)勞動保護。用于隔熱、隔音、耐熱、過濾材料、超細過濾材料,以及復合材料的基材等。無機纖維無機纖維纖維細度的比較纖維細度的比較 纖維素纖維纖維素纖維玻璃纖維玻璃纖維熔噴纖維熔噴纖維 玻璃纖維玻璃纖維纖網(wǎng)結(jié)構(gòu)纖網(wǎng)結(jié)構(gòu) 成網(wǎng)不均的玻璃纖維纖網(wǎng)結(jié)構(gòu)成網(wǎng)不均的玻璃纖維纖網(wǎng)結(jié)構(gòu) 各種非織造材料的過濾效率對比各種非織造材料的過濾效率對比玻璃纖維纖維素纖維二、陶瓷纖維 即硅酸鹽纖維,其特點是強力高,具有優(yōu)良的耐熱性,耐化學性,較柔軟,有可紡性。 目前已商業(yè)化生產(chǎn)的陶瓷纖維主要有碳化硅(SiC)和Si-Ti-C-O兩種。 陶瓷纖維梳理成網(wǎng)比較困難,通常采用濕法成網(wǎng)針刺或水刺等方法加固。無機纖維無機纖維三、金屬纖維由金屬材料加工而成,鐵、銅、鋁、金、銀、錳、鎳合金等。 非織造常用不銹鋼及鎳纖維。不銹鋼纖維直徑4 25m,長40 80 mm
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