聚丙烯聚乙二醇熔纺无纺布的制备及性能研究

聚丙烯聚乙二醇熔纺无纺布的制备及性能研究

0分离性聚丙烯纤维非织造材料是由细纤维相互结合而成的三维多孔纤维材料。纤维的细度为1。3。m，大而密的间隙为其良好的屏蔽和分离性，同时考虑了面积和致密的空隙。聚丙烯（PP）具有原料丰富、生产成本低、质量轻、强度高、耐腐蚀、耐磨性和回复性良好、不起球、价廉等优点1实验部分1.1材料有限公司：天诗新材料有限公司聚丙烯切片（熔点为165℃，熔融指数为1520g/10min，等规度>97%），南京天诗新材料有限公司；聚乙二醇（分子量3700～4500，水分≤0.9%，凝固点为54℃），海安石油化工厂），湿润剂X-405（密度为1.05g/mL，黏度为1030mPa·s,pH值为6～7，活性物含量>93%).1.2实验仪器与仪器熔喷试验机FCN-2（淄博方辰母粒厂）;HD026N电子织物强力仪（南通宏大实验仪器有限公司）;YG461Z型全自动透气性能测试仪;蔡司Sigma500场发射扫描电子显微镜（德国卡尔·蔡司股份公司）；OCA20全自动接触角测量仪（德国Dataphysics公司）1.3切片的制备工艺首先将PEG切片（质量分数为0%、8%、10%、12%和15%）与聚丙烯进行在80℃水浴中均匀搅拌40min，最后停止加热并持续搅拌直至冷却到室内温度形成共混切片.将制备好的切片送至熔喷机，熔喷非织造材料的制备工艺为：风道宽度0.45mm，风道角度60°；喷丝孔径0.25mm；接收距离20mm；计量泵7r·min1.4测试和性能1.4.1视觉观察先将试样用60℃热水处理5min后烘干，再利用扫描电子显微镜观察试样的形貌，同时使用ImageJ软件（美国）统计纤维的直径.1.4.2材料的断裂强力与断裂伸长率参考GB/T24218.3—2010《纺织品非织造布实验方法第3部分：断裂强力和断裂伸长率的测定（条样法）》，对PP/PEG熔喷非织造材料最大断裂强力与断裂伸长率测试，记录数据.1.4.3透气性能测试参照GB/T5453—1997《织物透气性的测定》，对材料进行测试.样品规格为100mm×100mm，试样压差为200Pa，透气率单位为mm/s.1.4.4储液率和储液率将PP/PEG熔喷非织造材料剪裁面积为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接触角采用接触角测量仪直接测量介于液滴基线和固体界面切线间的角度，从而得到接触角.2结果与分析2.1peg质量分数对纤维直径的影响图1示出PEG含量与纤维的平均直径变化关系，从中看出随着PEG含量的增加，纤维的平均直径先减小再增加，并且当PEG含量为10%时纤维的平均直径最小.结合图2纤维细度分布图，PEG含量的增加，小于0.5μm的纤维数增加，当PEG的含量超过10%，纤维直径大于2μm的数量增多.出现这种现象可能的原因是随着PEG的增加会使共混聚合物熔体的黏度下降流动性增加，在其他条件不变的情况下，共混聚合物熔体更易被牵伸.当PEG含量超过10%后，共混熔体的流动性进一步加强，在其他条件不变的情况下，熔体在经过喷丝板后会因过度牵伸发生并丝现象，导致纤维直径大于2μm的纤维数量增加，从而使纤维的平均直径增加.通过图3不同PEG质量分数样品的扫描电镜照片可以看出，当添加量少于10%的PEG时纤维表面出现沟槽，而当PEG含量大于10%后会发现带有沟槽状的纤维减少，并且沟槽形状不明显.导致这种现象的原因：PEG易溶于水，当用60℃热水处理后材料表面PEG溶于水中，从而导致纤维表面出现沟槽；当PEG含量过高时，熔体的流动性过大，导致纤维变细，且在牵伸过程中会出现并丝，所以PEG不易附着超细纤维表面上，而在其内部，水处理后不易溶解，从而沟槽不明显.2.2拉伸强力的影响从图4PEG含量和纵向拉伸强力变化关系中可以看出随着PEG含量的增加PP/PEG熔喷无纺布的纵向拉伸强力减小.结合纤维细度分布分析，出现这一情况的可能原因是：PEG的增加使纤维的细度不均匀性增加，不同细度纤维之间的粘合抱合力的差异，使材料的均匀性下降，最终导致：当PEG含量增加时，PP/PEG熔喷无纺布的纵向拉伸强力减小.2.3peg含量对非织造材料透气性能的影响由图5可知，随着PEG含量的增加，PP/PEG熔喷非织造材料的透气量先降低再升高，当PEG含量为10%时，PP/PEG熔喷非织造材料的透气量最低，这是因为纤维平均细度随PEG含量的升高先变小后增大，PEG含量为10%时纤维最细，纤维越细，纤维之间排列越紧密，纤维间孔隙直径越小，材料的透气性也就越小.2.4纤维直径和纤维直径从图6可以看出，PP/PEG熔喷非织造材料的持液率和保液率随着PEG含量的升高先增加后减小，并在PEG含量为10%时到达顶点.由于样品经过1%的亲水剂处理，使PP/PEG熔喷非织造材料样品的保液率和持液率几乎不受PP和PEG自身性能影响，而是主要受孔隙率和纤维细度影响.不同含量的PEG对样品的孔隙率影响不大，因此样品的保液率和持液率主要受纤维细度影响.纤维越细，则纤维的比表面积越大，对水的吸附能力越强.PP/PEG熔喷非织造材料中的纤维直径随着PEG含量的增加先减小后增大，在PEG含量为10%时达到最低点；材料的保液率和持液率随着PEG含量的升高先增大后减小，且在PEG含量为10%时达到最大值.2.5不同配比pp/peg熔喷非织造材料的亲水性能由图7、图8可以发现，随着PP/PEG熔喷非织造材料中PEG含量的上升，接触角呈现出不断减小的趋势，并且接触角均>90°，表明PP/PEG熔喷非织造材料是疏水性材料，随着PEG含量的升高亲水性能得到改善，且PEG含量到达10%时，亲水性已接近最大值.3peg含量对熔喷无纺布持水性和接触角的影响(1）聚乙二醇和高熔指聚丙烯在熔喷无纺布的生产中具有较好的可纺性.(2）通过对熔喷无纺布的纤维微观分析，得到PEG含量的增加可以提高熔体的流动性，导致纤维变细或由于过细而并丝现象，从而影响熔喷无纺布的透气率；PEG含量的增加使熔喷无纺布的纵向