聚丙烯聚乙二醇熔紡無紡布的制備及性能研究

聚丙烯聚乙二醇熔紡無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、強度高、耐腐蝕、耐磨性和回復(fù)性良好、不起球、價廉等優(yōu)點1實驗部分1.1材料有限公司：天詩新材料有限公司聚丙烯切片（熔點為165℃，熔融指數(shù)為1520g/10min，等規(guī)度>97%），南京天詩新材料有限公司；聚乙二醇（分子量3700～4500，水分≤0.9%，凝固點為54℃），海安石油化工廠），濕潤劑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實驗儀器與儀器熔噴試驗機FCN-2（淄博方辰母粒廠）;HD026N電子織物強力儀（南通宏大實驗儀器有限公司）;YG461Z型全自動透氣性能測試儀;蔡司Sigma500場發(fā)射掃描電子顯微鏡（德國卡爾·蔡司股份公司）；OCA20全自動接觸角測量儀（德國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，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；計量泵7r·min1.4測試和性能1.4.1視覺觀察先將試樣用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，同時使用ImageJ軟件（美國）統(tǒng)計纖維的直徑.1.4.2材料的斷裂強力與斷裂伸長率參考GB/T24218.3—2010《紡織品非織造布實驗方法第3部分：斷裂強力和斷裂伸長率的測定（條樣法）》，對PP/PEG熔噴非織造材料最大斷裂強力與斷裂伸長率測試，記錄數(shù)據(jù).1.4.3透氣性能測試參照GB/T5453—1997《織物透氣性的測定》，對材料進行測試.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儲液率和儲液率將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量儀直接測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的增加會使共混聚合物熔體的黏度下降流動性增加，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10%后，共混熔體的流動性進一步加強，在其他條件不變的情況下，熔體在經(jīng)過噴絲板后會因過度牽伸發(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時纖維表面出現(xiàn)溝槽，而當(dāng)PEG含量大于10%后會發(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含量過高時，熔體的流動性過大，導(dǎo)致纖維變細(xì)，且在牽伸過程中會出現(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拉伸強力的影響從圖4PEG含量和縱向拉伸強力變化關(guān)系中可以看出隨著PEG含量的增加PP/PEG熔噴無紡布的縱向拉伸強力減小.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，PP/PEG熔噴無紡布的縱向拉伸強力減小.2.3peg含量對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，PP/PEG熔噴非織造材料的透氣量最低，這是因為纖維平均細(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%時到達頂點.由于樣品經(jīng)過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，對水的吸附能力越強.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%時達到最低點；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%時達到最大值.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，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10%時，親水性已接近最大值.3peg含量對熔噴無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紡布的生產(chǎn)中具有較好的可紡性.(2）通過對熔噴無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性，導(dǎo)致纖維變細(xì)或由于過細(xì)而并絲現(xiàn)象，從而影響熔噴無紡布的透氣率；PEG含量的增加使熔噴無紡布的縱向