新型熔喷非织造布的开发及性能研究

新型熔喷非织造布的开发及性能研究

目前，与丙烯纤维复合成分主要包括液体结构或微米纤维材料，它们赋予了聚丙烯材料的抗菌性、耐光性和抗紫外性。这类材料以纳米陶瓷材料提升效果最好，主要有氧化锌、二氧化钛、二氧化硅、三氧化二铝及氧化镁等随着人们生活水平的提高和对卫生健康意识的增强，特别是近年来各类流行病毒的肆虐和空气中PM2.5的加重，市场对抗菌类材料需求迅速提高。本研究将棒状纳米氧化锌与聚丙烯复合制备熔喷非织造布，提高复合纤维的功能性，开发的产品可用于功能性过滤器、手术衣帽、口罩、卫生巾、尿片面料和床上用品等。1生长生长观察将ZnCl图1为经过处理后的氧化锌材料放大20000倍的SEM图样，可以观察到大量的棒状结构，棒状的直径低于100nm，已经达到纳米级，棒长达到毫米级，长径比较大。2大马力电机驱动的超细纤维熔喷非织造布的制备工艺丙纶切片原料、螺杆挤压机参数及设计温度、计量泵流量等都影响复合材料性能，通过前期多次优选，选择熔融指数30g/10min的丙纶切片原料，加入质量比5%的亲水母粒以及质量比2%的棒状纳米氧化锌材料。为获得塑化均匀的丙纶熔融物，螺杆注塑机采用单螺纹注塑机，型号规格如图2所示。采用超长螺杆（长度为20d）以获得高的塑化能力及产量；为避免螺杆转速的波动和塑化的不均匀，选择大马力电机驱动提高螺杆驱动力；喷射嘴和螺筒通路精细设计，避免形成死角，而使材料不会因滞留而受到热破坏。采用高精密热敏电阻控温，保证螺筒和射嘴的加热系统的精确温度控制，以防在通路上熔料局部过热和可能受冷，螺杆直径d为55mm。螺筒温度设定：通过正交实验，确定螺筒温度范围，螺筒温度指标，设定温度值范围如表1所示。计量泵流量控制：计量泵流量显著影响材料细度及均匀度，为获得超细丙纶纤维，需减小计量泵的流量，但较小流量会影响生产效率。通过优化设计，在保证纤维细度条件下，最终设定计量泵流量为0.13g/s,熔体压力为1.9Mpa。加喷吹热风空气的控制：气流温度设定为230℃，气流速度26.6g/s。熔喷成网：经牵伸、冷却、固化的超细纤维再经牵伸气流牵引，吹向滚筒，并收集到平板和滚筒上，依靠自身的热黏合成为熔喷非织造布。喷丝孔出口到平板或滚筒的距离，即熔喷接收距离DCD值调整为10cm左右。收集卷取：将成网后的熔喷布收集在滚筒上再由卷绕机构卷取成卷以备裁切制得的阻燃丙纶熔喷非织造布的面密度为300g/m定型：采用ZH92lYB-18型热定型机，在120℃下定型5min。3性能试验与分析3.1测试测试3.1.1防辐射效果采用紫外分光光度仪，参照澳大利亚防晒服装标准AS/NZS4399测定。织物抗紫外线效果用紫外线透射率(UVA、UVB)表示。3.1.2材料力学性能依据标准FZ/T60005-1991非织造布断裂强力及断裂伸长测定方法，采用YG026B型织物强力机测试非织造布抗拉伸性能，分别测试原样及曝晒5天后材料力学性能。3.1.3通风依据标准QB/T1461-1992高透气纸张透气性的测定法，采用YG461E-II织物中低压透气性测试仪测试非织造布透气性能。3.1.4芯吸能性能依据标准FZ/T01071-1999纺织品毛细效应试验方法，采用YG871毛细管效应测试仪测试非织造布纵、横向吸液速率。3.1.5织物吸声性能以HP835lB射频/微波信号源为声源，用HP8757D型射频/微波网络分析仪测试织物的吸声性能。用声波反射率评价织物的消声性能优劣，织物反射率小，对声波的吸收性能好。3.1.6革兰氏阳性菌抗菌性能测试复合材料的抗菌性能参照GB/T20944.3—2008《纺织品抗菌性能的评价第3部分：震荡法》进行测试，测试菌种为革兰氏阳性菌金黄色葡萄球菌和革兰氏阴性菌大肠杆菌。3.2纳米氧化铝材料对非织造布力学性能的影响将开发的复合熔喷非织造布与未添加棒状纳米氧化锌的空白样性能进行对比分析，各项性能检测结果如表2所示。由表2可知，丙纶熔喷非织造布添加棒状纳米氧化锌材料后，材料断裂强力、隔音性能等无明显变化，保留原熔喷材料基本性能。但日晒5天后，添加纳米氧化锌材料的力学性能出现显著下降，这说明光降解对共混纤维力学破坏更为明显。相对空白样，添加棒状纳米氧化锌材料的紫外线过滤性能较好，在410Hz频率下透过率仅12.4%，而空白样达到31.6%，抗菌性能提升显著，同时芯吸性能及透气性能也有一定程度提升。4复合纤维的性能将棒状纳米氧化锌