熔喷用pla非织造材料的制备及性能研究

熔喷用pla非织造材料的制备及性能研究

在非织造材料中，纤维薄，纤网均匀，结构松张。纤维网的薄纤维随机排列，具有良好的过滤特性和大量的小空隙。经过工艺处理后，它可以显著提高过滤效率，具有抗弯折叠能力等优点。国内外广泛用于净化和细菌过滤。在新的熔喷过滤材料研究中,带有永久电荷的驻极体过滤材料,其过滤机制除了布朗扩散、截留、惯性碰撞外,静电力是其最主要的捕尘机制。驻极体过滤材料由于静电力作用,大大提高了对亚微米粉尘粒子的捕集效率,与传统的纤维过滤材料相比具有效率高,阻力低,容尘量大等优点康卫民等本文研究在制备驻极体填充PLA复合材料的基础上,分析了熔喷用PLA复合材料的热性能,探讨了不同驻极体含量的PLA复合材料的可纺性。1实验部分1.1实验用电气石实验原料:6252D聚乳酸母粒,美国Natureworks公司;驻极体,电气石,粒径为2~7μm,灵寿某矿产品加工厂生产。切片中电气石的含量如表1所示。实验仪器:JA1003N型电子天平;DHJ-9146A型电热恒温干燥箱;SHR高速混合机;TSE-30A型同向双螺杆挤出机;SCQ-200型切粒机。1.2聚乳酸复合材料的制备驻极体处理:将驻极体置于烘箱中,在80℃下烘干2h,然后加入聚乙烯蜡粉体并混合均匀,再加入用石油醚稀释的钛酸酯偶联剂搅拌20min,使其充分混合。聚乳酸复合材料制备:将聚乳酸切片置于90℃的烘箱中烘干8h,然后以100∶1的比例加入处理后的电气石粉体,并于高速混合机中充分搅拌10min,再将其喂入TSE-30A型同向双螺杆挤出机中,将挤出物喂至切割机切割成粒。TSE-30A型同向双螺杆挤出机工艺参数:温度为210℃,螺杆转速为40~400r/min。1.3差式扫描量热法(isdiamwd)采用PerkinElmer公司的PyrisDiamond型差式扫描量热仪,以10℃/min的速度从40℃升温至200℃。按下式计算切片的结晶度:式中:△H1.4sdc温度控制测试采用PerkinElmer公司的PyrisDiamond型差式扫描量热仪,保护气体为N2结果与讨论2.1pla材料的热性能分析表2示出PLA复合材料的热性能测试结果。由表中数据可知,结晶度大小为12.2高聚物的可纺丝工艺图1示出改性PLA切片的DSC升温曲线。高聚物材料的熔融纺丝过程其实是材料熔融后在热和应力的双重作用下结晶和取向的过程,因此,高聚物材料可纺性的好坏主要取决于材料本身是否具有与良好纺丝工艺相适应的结晶性能。从DSC的升温和降温曲线可以了解材料从玻璃态升温过程的冷结晶行为、熔融行为以及从熔体降温的熔融结晶行为2.2.1熔融结晶峰的大小高聚物DSC曲线上的熔融结晶峰在很大程度上反映了其结晶能力大小,结晶峰的宽窄表示大分子结晶速率的快慢,而面积大小则表示其结晶程度的高低。可纺性好的切片,熔融结晶峰的起始温度与结束温度都较低,结晶峰宽而矮,聚合物的冷却速率较为缓慢。表3示出改性聚乳酸复合材料的熔融结晶温度。可以看出:PLA母粒(02.2.2结晶速率的影响在纺丝条件一定时,高聚物的结晶能力对其可纺性有着重要影响。结晶速率快的熔体,从喷丝头喷出后迅速生成结晶结构,因此,大分子取向较差时,会导致纤维质量较差,并且会使后拉伸过程需要较高的温度,使加工难度增加。因此,熔体的结晶速率较快时,其可纺性较差。过冷度可以反映高聚物的结晶速率。表4示出复合材料切片过冷度与可纺性的关系。切片的过冷度(△T=T2.2.3晶体区域与可纺性的关系高聚物的熔融结晶温度T表5示出结晶温度区间的宽窄与可纺性的关系。由表中数据可知,根据切片的结晶区间大小来判断,03驻极体含量对pla基复合材料结构特性的影响对添加驻极体前后的PLA复合材料的热性能和可纺性进行了研究,得到如下结论:1)添加驻极体有利于PLA材料的结晶,但是驻极体的含量过大会影响PLA材料的结构规整性,使结晶度下降。2)熔融结晶峰、切片过冷度与可纺性的关系表明,PLA复合材料的可纺性随着驻极体含量的增加先呈现下降趋势,随着驻极体含