聚丙烯聚乙二醇熔紡無(wú)紡布的制備及性能研究

聚丙烯聚乙二醇熔紡無(wú)紡布的制備及性能研究

0分離性聚丙烯纖維非織造材料是由細(xì)纖維相互結(jié)合而成的三維多孔纖維材料。纖維的細(xì)度為1。3。m，大而密的間隙為其良好的屏蔽和分離性，同時(shí)考慮了面積和致密的空隙。聚丙烯（PP）具有原料豐富、生產(chǎn)成本低、質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕、耐磨性和回復(fù)性良好、不起球、價(jià)廉等優(yōu)點(diǎn)1實(shí)驗(yàn)部分1.1材料有限公司：天詩(shī)新材料有限公司聚丙烯切片（熔點(diǎn)為165℃，熔融指數(shù)為1520g/10min，等規(guī)度>97%），南京天詩(shī)新材料有限公司；聚乙二醇（分子量3700～4500，水分≤0.9%，凝固點(diǎn)為54℃），海安石油化工廠），濕潤(rùn)劑X-405（密度為1.05g/mL，黏度為1030mPa·s,pH值為6～7，活性物含量>93%).1.2實(shí)驗(yàn)儀器與儀器熔噴試驗(yàn)機(jī)FCN-2（淄博方辰母粒廠）;HD026N電子織物強(qiáng)力儀（南通宏大實(shí)驗(yàn)儀器有限公司）;YG461Z型全自動(dòng)透氣性能測(cè)試儀;蔡司Sigma500場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡（德國(guó)卡爾·蔡司股份公司）；OCA20全自動(dòng)接觸角測(cè)量?jī)x（德國(guó)Dataphysics公司）1.3切片的制備工藝首先將PEG切片（質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0%、8%、10%、12%和15%）與聚丙烯進(jìn)行在80℃水浴中均勻攪拌40min，最后停止加熱并持續(xù)攪拌直至冷卻到室內(nèi)溫度形成共混切片.將制備好的切片送至熔噴機(jī)，熔噴非織造材料的制備工藝為：風(fēng)道寬度0.45mm，風(fēng)道角度60°；噴絲孔徑0.25mm；接收距離20mm；計(jì)量泵7r·min1.4測(cè)試和性能1.4.1視覺(jué)觀察先將試樣用60℃熱水處理5min后烘干，再利用掃描電子顯微鏡觀察試樣的形貌，同時(shí)使用ImageJ軟件（美國(guó)）統(tǒng)計(jì)纖維的直徑.1.4.2材料的斷裂強(qiáng)力與斷裂伸長(zhǎng)率參考GB/T24218.3—2010《紡織品非織造布實(shí)驗(yàn)方法第3部分：斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)率的測(cè)定（條樣法）》，對(duì)PP/PEG熔噴非織造材料最大斷裂強(qiáng)力與斷裂伸長(zhǎng)率測(cè)試，記錄數(shù)據(jù).1.4.3透氣性能測(cè)試參照GB/T5453—1997《織物透氣性的測(cè)定》，對(duì)材料進(jìn)行測(cè)試.樣品規(guī)格為100mm×100mm，試樣壓差為200Pa，透氣率單位為mm/s.1.4.4儲(chǔ)液率和儲(chǔ)液率將PP/PEG熔噴非織造材料剪裁面積為33cm保液率公式：式中：P——保液率；MM持液率公式：式中：Q——持液率；MM1.4.5接觸角采用接觸角測(cè)量?jī)x直接測(cè)量介于液滴基線和固體界面切線間的角度，從而得到接觸角.2結(jié)果與分析2.1peg質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)纖維直徑的影響圖1示出PEG含量與纖維的平均直徑變化關(guān)系，從中看出隨著PEG含量的增加，纖維的平均直徑先減小再增加，并且當(dāng)PEG含量為10%時(shí)纖維的平均直徑最小.結(jié)合圖2纖維細(xì)度分布圖，PEG含量的增加，小于0.5μm的纖維數(shù)增加，當(dāng)PEG的含量超過(guò)10%，纖維直徑大于2μm的數(shù)量增多.出現(xiàn)這種現(xiàn)象可能的原因是隨著PEG的增加會(huì)使共混聚合物熔體的黏度下降流動(dòng)性增加，在其他條件不變的情況下，共混聚合物熔體更易被牽伸.當(dāng)PEG含量超過(guò)10%后，共混熔體的流動(dòng)性進(jìn)一步加強(qiáng)，在其他條件不變的情況下，熔體在經(jīng)過(guò)噴絲板后會(huì)因過(guò)度牽伸發(fā)生并絲現(xiàn)象，導(dǎo)致纖維直徑大于2μm的纖維數(shù)量增加，從而使纖維的平均直徑增加.通過(guò)圖3不同PEG質(zhì)量分?jǐn)?shù)樣品的掃描電鏡照片可以看出，當(dāng)添加量少于10%的PEG時(shí)纖維表面出現(xiàn)溝槽，而當(dāng)PEG含量大于10%后會(huì)發(fā)現(xiàn)帶有溝槽狀的纖維減少，并且溝槽形狀不明顯.導(dǎo)致這種現(xiàn)象的原因：PEG易溶于水，當(dāng)用60℃熱水處理后材料表面PEG溶于水中，從而導(dǎo)致纖維表面出現(xiàn)溝槽；當(dāng)PEG含量過(guò)高時(shí)，熔體的流動(dòng)性過(guò)大，導(dǎo)致纖維變細(xì)，且在牽伸過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)并絲，所以PEG不易附著超細(xì)纖維表面上，而在其內(nèi)部，水處理后不易溶解，從而溝槽不明顯.2.2拉伸強(qiáng)力的影響從圖4PEG含量和縱向拉伸強(qiáng)力變化關(guān)系中可以看出隨著PEG含量的增加PP/PEG熔噴無(wú)紡布的縱向拉伸強(qiáng)力減小.結(jié)合纖維細(xì)度分布分析，出現(xiàn)這一情況的可能原因是：PEG的增加使纖維的細(xì)度不均勻性增加，不同細(xì)度纖維之間的粘合抱合力的差異，使材料的均勻性下降，最終導(dǎo)致：當(dāng)PEG含量增加時(shí)，PP/PEG熔噴無(wú)紡布的縱向拉伸強(qiáng)力減小.2.3peg含量對(duì)非織造材料透氣性能的影響由圖5可知，隨著PEG含量的增加，PP/PEG熔噴非織造材料的透氣量先降低再升高，當(dāng)PEG含量為10%時(shí)，PP/PEG熔噴非織造材料的透氣量最低，這是因?yàn)槔w維平均細(xì)度隨PEG含量的升高先變小后增大，PEG含量為10%時(shí)纖維最細(xì)，纖維越細(xì)，纖維之間排列越緊密，纖維間孔隙直徑越小，材料的透氣性也就越小.2.4纖維直徑和纖維直徑從圖6可以看出，PP/PEG熔噴非織造材料的持液率和保液率隨著PEG含量的升高先增加后減小，并在PEG含量為10%時(shí)到達(dá)頂點(diǎn).由于樣品經(jīng)過(guò)1%的親水劑處理，使PP/PEG熔噴非織造材料樣品的保液率和持液率幾乎不受PP和PEG自身性能影響，而是主要受孔隙率和纖維細(xì)度影響.不同含量的PEG對(duì)樣品的孔隙率影響不大，因此樣品的保液率和持液率主要受纖維細(xì)度影響.纖維越細(xì)，則纖維的比表面積越大，對(duì)水的吸附能力越強(qiáng).PP/PEG熔噴非織造材料中的纖維直徑隨著PEG含量的增加先減小后增大，在PEG含量為10%時(shí)達(dá)到最低點(diǎn)；材料的保液率和持液率隨著PEG含量的升高先增大后減小，且在PEG含量為10%時(shí)達(dá)到最大值.2.5不同配比pp/peg熔噴非織造材料的親水性能由圖7、圖8可以發(fā)現(xiàn)，隨著PP/PEG熔噴非織造材料中PEG含量的上升，接觸角呈現(xiàn)出不斷減小的趨勢(shì)，并且接觸角均>90°，表明PP/PEG熔噴非織造材料是疏水性材料，隨著PEG含量的升高親水性能得到改善，且PEG含量到達(dá)10%時(shí)，親水性已接近最大值.3peg含量對(duì)熔噴無(wú)紡布持水性和接觸角的影響(1）聚乙二醇和高熔指聚丙烯在熔噴無(wú)紡布的生產(chǎn)中具有較好的可紡性.(2）通過(guò)對(duì)熔噴無(wú)紡布的纖維微觀分析，得到PEG含量的增加可以提高熔體的流動(dòng)性，導(dǎo)致纖維變細(xì)或由于過(guò)細(xì)而并絲現(xiàn)象，從而影響熔噴無(wú)紡布的透氣率；PEG含量的增加使熔噴無(wú)紡布的縱向