熔噴用pla非織造材料的制備及性能研究

熔噴用pla非織造材料的制備及性能研究

在非織造材料中，纖維薄，纖網(wǎng)均勻，結(jié)構(gòu)松張。纖維網(wǎng)的薄纖維隨機(jī)排列，具有良好的過濾特性和大量的小空隙。經(jīng)過工藝處理后，它可以顯著提高過濾效率，具有抗彎折疊能力等優(yōu)點(diǎn)。國內(nèi)外廣泛用于凈化和細(xì)菌過濾。在新的熔噴過濾材料研究中,帶有永久電荷的駐極體過濾材料,其過濾機(jī)制除了布朗擴(kuò)散、截留、慣性碰撞外,靜電力是其最主要的捕塵機(jī)制。駐極體過濾材料由于靜電力作用,大大提高了對亞微米粉塵粒子的捕集效率,與傳統(tǒng)的纖維過濾材料相比具有效率高,阻力低,容塵量大等優(yōu)點(diǎn)康衛(wèi)民等本文研究在制備駐極體填充PLA復(fù)合材料的基礎(chǔ)上,分析了熔噴用PLA復(fù)合材料的熱性能,探討了不同駐極體含量的PLA復(fù)合材料的可紡性。1實(shí)驗(yàn)部分1.1實(shí)驗(yàn)用電氣石實(shí)驗(yàn)原料:6252D聚乳酸母粒,美國Natureworks公司;駐極體,電氣石,粒徑為2~7μm,靈壽某礦產(chǎn)品加工廠生產(chǎn)。切片中電氣石的含量如表1所示。實(shí)驗(yàn)儀器:JA1003N型電子天平;DHJ-9146A型電熱恒溫干燥箱;SHR高速混合機(jī);TSE-30A型同向雙螺桿擠出機(jī);SCQ-200型切粒機(jī)。1.2聚乳酸復(fù)合材料的制備駐極體處理:將駐極體置于烘箱中,在80℃下烘干2h,然后加入聚乙烯蠟粉體并混合均勻,再加入用石油醚稀釋的鈦酸酯偶聯(lián)劑攪拌20min,使其充分混合。聚乳酸復(fù)合材料制備:將聚乳酸切片置于90℃的烘箱中烘干8h,然后以100∶1的比例加入處理后的電氣石粉體,并于高速混合機(jī)中充分?jǐn)嚢?0min,再將其喂入TSE-30A型同向雙螺桿擠出機(jī)中,將擠出物喂至切割機(jī)切割成粒。TSE-30A型同向雙螺桿擠出機(jī)工藝參數(shù):溫度為210℃,螺桿轉(zhuǎn)速為40~400r/min。1.3差式掃描量熱法(isdiamwd)采用PerkinElmer公司的PyrisDiamond型差式掃描量熱儀,以10℃/min的速度從40℃升溫至200℃。按下式計(jì)算切片的結(jié)晶度:式中:△H1.4sdc溫度控制測試采用PerkinElmer公司的PyrisDiamond型差式掃描量熱儀,保護(hù)氣體為N2結(jié)果與討論2.1pla材料的熱性能分析表2示出PLA復(fù)合材料的熱性能測試結(jié)果。由表中數(shù)據(jù)可知,結(jié)晶度大小為12.2高聚物的可紡絲工藝圖1示出改性PLA切片的DSC升溫曲線。高聚物材料的熔融紡絲過程其實(shí)是材料熔融后在熱和應(yīng)力的雙重作用下結(jié)晶和取向的過程,因此,高聚物材料可紡性的好壞主要取決于材料本身是否具有與良好紡絲工藝相適應(yīng)的結(jié)晶性能。從DSC的升溫和降溫曲線可以了解材料從玻璃態(tài)升溫過程的冷結(jié)晶行為、熔融行為以及從熔體降溫的熔融結(jié)晶行為2.2.1熔融結(jié)晶峰的大小高聚物DSC曲線上的熔融結(jié)晶峰在很大程度上反映了其結(jié)晶能力大小,結(jié)晶峰的寬窄表示大分子結(jié)晶速率的快慢,而面積大小則表示其結(jié)晶程度的高低?？杉徯院玫那衅?熔融結(jié)晶峰的起始溫度與結(jié)束溫度都較低,結(jié)晶峰寬而矮,聚合物的冷卻速率較為緩慢。表3示出改性聚乳酸復(fù)合材料的熔融結(jié)晶溫度。可以看出:PLA母粒(02.2.2結(jié)晶速率的影響在紡絲條件一定時,高聚物的結(jié)晶能力對其可紡性有著重要影響。結(jié)晶速率快的熔體,從噴絲頭噴出后迅速生成結(jié)晶結(jié)構(gòu),因此,大分子取向較差時,會導(dǎo)致纖維質(zhì)量較差,并且會使后拉伸過程需要較高的溫度,使加工難度增加。因此,熔體的結(jié)晶速率較快時,其可紡性較差。過冷度可以反映高聚物的結(jié)晶速率。表4示出復(fù)合材料切片過冷度與可紡性的關(guān)系。切片的過冷度(△T=T2.2.3晶體區(qū)域與可紡性的關(guān)系高聚物的熔融結(jié)晶溫度T表5示出結(jié)晶溫度區(qū)間的寬窄與可紡性的關(guān)系。由表中數(shù)據(jù)可知,根據(jù)切片的結(jié)晶區(qū)間大小來判斷,03駐極體含量對pla基復(fù)合材料結(jié)構(gòu)特性的影響對添加駐極體前后的PLA復(fù)合材料的熱性能和可紡性進(jìn)行了研究,得到如下結(jié)論:1)添加駐極體有利于PLA材料的結(jié)晶,但是駐極體的含量過大會影響PLA材料的結(jié)構(gòu)規(guī)整性,使結(jié)晶度下降。2)熔融結(jié)晶峰、切片過冷度與可紡性的關(guān)系表明,PLA復(fù)合材料的可紡性隨著駐極體含量的增加先呈現(xiàn)下降趨勢,隨著駐極體含