pp丙綸無(wú)紡布

pp丙綸無(wú)紡布

他參數相同的情況下，增大熱空氣速度，纖維變細，纖維間結點(diǎn)增大，受力均勻，強力增大，無(wú)紡布手感變得柔軟光滑。但速度過(guò)大，易出現“飛花”，影響無(wú)紡布外觀(guān)；降低速度，孔隙率增加，濾阻減小，但濾效變差。需要注意的是，熱空氣溫度要與熔體溫度相近，否則會(huì )產(chǎn)生氣流，損壞箱體。(4)熔體溫度熔體溫度也叫熔噴模頭溫度，與熔體流動(dòng)性息息相關(guān)。溫度升高，熔體流動(dòng)性變好，黏度降低，纖維變細且均勻性變好。但黏度不是越低越好，黏度過(guò)低，會(huì )造成過(guò)度牽伸，纖維易斷，形成超短超細纖維飛散在空中無(wú)法收集。(5)接收距離接收距離(DCD)是指噴絲板與成網(wǎng)簾之間的距離，該參數對纖網(wǎng)的強力影響尤為顯著(zhù)。DCD增加，強度和抗彎剛度下降，纖維直徑減小，黏結點(diǎn)減少，所以，無(wú)紡布柔軟蓬松，其透氣率增加，濾阻和濾效降低。當距離過(guò)大，纖維受熱空氣氣流的牽伸減小，在牽伸過(guò)程中纖維之間會(huì )發(fā)生纏結，造成并絲；當接收距離過(guò)小，纖維無(wú)法完全冷卻，引起并絲，無(wú)紡布強力下降，脆性增大。1.2.3離線(xiàn)工藝參數只能在設備不工作的時(shí)候調節的參數，如噴絲孔的直徑(φ)、熱空氣噴射角度(α)等。φ小有利于噴出超細纖維，但孔徑小加工困難。α是指氣流與模頭底面的夾角。在噴絲孔軸線(xiàn)區域，氣流速度高，對熔體牽伸有利[20]。α越大，氣流在噴絲孔軸線(xiàn)上的分量就越大，理論上80°和60°產(chǎn)生的牽伸效果相近，但是80°夾角在機械結構上存在較大的阻礙，因此，在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中采用的是60°的夾角。2國內外聚丙烯熔噴技術(shù)發(fā)展狀況2.1 聚丙烯熔噴料專(zhuān)用料的制備由于熔噴無(wú)紡布工藝具有特殊性，作為其專(zhuān)用的聚丙烯料，需要滿(mǎn)足3點(diǎn)要求：高M(jìn)FI、較窄的相對分子質(zhì)量分布、較低的灰分。傳統聚丙烯原料的MFI不能滿(mǎn)足熔噴工藝的要求，因此需要將聚丙烯原料轉為熔噴專(zhuān)用聚丙烯料，才能生產(chǎn)出合格的超細纖維布。目前，獲得高M(jìn)FI聚丙烯的方法主要有化學(xué)降解法和加氫控制法。(1) 化學(xué)降解法添加有機過(guò)氧化物是均聚聚丙烯顆?；瘜W(xué)降解的主要方法。其降解機理分為三步：一是螺桿擠出機內的高溫，使過(guò)氧化物分解，產(chǎn)生自由基；二是自由基攻擊聚丙烯鏈上的-CH2-基團，使其失去H原子；三是聚丙烯自由基的分子鏈斷裂，聚合物完成降解，分子量降低，MFI提高。(2) 加氫控制法在聚合過(guò)程中加入氫氣，通過(guò)控制氫氣的量來(lái)調節聚丙烯的熔體流動(dòng)速率。該方法只能夠在一定范圍內控制聚丙烯分子量，且分子量分布較寬，對MFI的調節范圍也很有限。聚丙烯MFI超過(guò)30g/10Min后，生產(chǎn)變得困難，對熔噴產(chǎn)品性能影響大，因此,沒(méi)有被廣泛應用。2020年5月，燕山石化股份*采用氫調法新技術(shù)生產(chǎn)聚丙烯熔噴專(zhuān)用粒料，并試制成功，其濾效高于97％，可用于制作N95等口罩。2.2 聚丙烯熔噴布工藝的發(fā)展熔噴工藝作為起源較早的非織造布生產(chǎn)工藝，是20世紀50年代由美國海軍研制成功的。隨后，美國Exxo公司和AccurATe公司進(jìn)一步研究該技術(shù)，聯(lián)手制造出了臺熔噴無(wú)紡布機組，20世紀70年代末，Exxo公司將該技術(shù)轉讓給民用。各大公司基于此基礎進(jìn)行研究并取得專(zhuān)利，如美國JMI公司對常規熔噴模頭進(jìn)行改進(jìn)，通過(guò)模頭并列裝置使模頭更換速度加快,，節省了生產(chǎn)線(xiàn)模頭替換的時(shí)間；美國B(niǎo)iAx公司為了提高生產(chǎn)效率，研制了熔噴模頭多排噴絲孔的結構；日本Chisso公司研發(fā)了雙組分共軛纖維熔噴纖網(wǎng)以及海島纖維熔噴纖網(wǎng)的設備；德國LevenhAus-en公司對熔噴模頭進(jìn)行改良，使其生產(chǎn)效率高，且產(chǎn)品性能優(yōu)異。熔噴法無(wú)紡布因此得到飛速發(fā)展，一躍成為無(wú)紡布的第二大生產(chǎn)方法。國內早在20世紀50年代末就開(kāi)始了熔噴技術(shù)的研究。20世紀90年代初，北京化工研究所、中國紡織大學(xué)等設計的熔噴模頭，在國內生產(chǎn)了近百臺。而后，安徽奧宏等企業(yè)先后引進(jìn)5條連續熔噴生產(chǎn)線(xiàn)，打開(kāi)了

我國熔噴市場(chǎng)新局面。當時(shí)國內熔噴無(wú)紡布主要的應用領(lǐng)域是電池隔板、吸油材料、過(guò)濾材料等，但由于市場(chǎng)的限制，發(fā)展緩慢。近十年，隨著(zhù)經(jīng)濟和技術(shù)的發(fā)展，環(huán)境保護意識的增強，我國熔噴技術(shù)得到高速發(fā)展，熔噴生產(chǎn)設備已經(jīng)能完全實(shí)現國產(chǎn)化。2.3聚丙烯熔噴無(wú)紡布制備新技術(shù)熔噴工藝的新技術(shù)研究主要有幾點(diǎn)：(1)聚丙烯原料改性技術(shù)通過(guò)在等規聚丙烯粒料中添加有機物或無(wú)機物，對其進(jìn)行改性，提高駐極電荷的穩定性以及熔噴布的過(guò)濾性。劉妙崢將聚四氟乙烯作為駐極添加劑，與聚丙烯進(jìn)行雜化處理，制成PTFE／PP熔噴無(wú)紡布，當PEFE添加量為0.1％，改性復合熔噴濾料的濾效可達81.2％；未改性時(shí)，濾效僅為68.2％。ZHANG等通過(guò)在聚丙烯粒料中添加增能助劑，制得的改性聚丙烯熔噴濾料濾效可達99.2％(克重40g/m2)，濾阻僅為92PA，可滿(mǎn)足防護口罩的呼吸需求。采用添加助劑的方式對聚丙烯改性，可有效提高防疫防護紡織品的濾效及駐極體的穩定性。(2)駐極處理技術(shù)駐極處理可使纖維帶上持久電荷，在濾阻不變的情況下，極大提高熔噴布的過(guò)濾效率。電暈駐極是最常見(jiàn)的駐極技術(shù)，駐極電壓較高、時(shí)間較長(cháng)、電極之間距離較小的駐極效果好。但電駐極產(chǎn)生的駐極體數量有限且不穩定，駐極效果不夠理想。隨著(zhù)科技發(fā)展，水駐極熔噴布法作為新穎的駐極技術(shù)出現，其原理為：高壓水泵配制的超純水從扇形噴嘴噴出，噴射在熔噴布的一面，摩擦產(chǎn)生的靜電荷沉積在熔噴纖維中。水駐極技術(shù)能使熔噴布做到低阻(81.6PA)、高效(94.98％)，且保持時(shí)間長(cháng)。張星等最新研究成果表明，水刺駐極處理聚丙烯針刺非織造材料，濾效由48.7％提升至85.6％。駐極處理作為熔噴工藝中不可或缺的技術(shù)，應研究多重駐極處理技術(shù)，為提高熔噴布的濾效和綜合性能提供技術(shù)支撐。(3)納米熔噴纖維技術(shù)納米熔噴纖維是突破ExxoN專(zhuān)利技術(shù)而研發(fā)的納米級別纖維，相對于傳統熔噴纖維，纖維直徑小，比表面積大。NIT公司通過(guò)改良噴絲孔結構，使噴絲孔直徑達63.5μm，可紡制直徑為200～500Nm的纖維；RieTer公司研制了一種單模頭熔噴納米纖維設備，單纖直徑為500Nm；Hills公司在該技術(shù)上也取得了很大的進(jìn)展，制得的熔噴納米纖網(wǎng)的單纖直徑可小于250Nm，90％以上的纖維直徑在50～400Nm之間。盡管?chē)庖呀?jīng)有關(guān)于納米熔噴技術(shù)的研究，但迄今對該技術(shù)仍缺乏系統的理論分析與研究，國內在納米熔噴纖維技術(shù)領(lǐng)域研究甚少。3聚丙烯熔噴無(wú)紡布的特點(diǎn)及應用等規聚丙烯纖維具有原料豐富、強度高、質(zhì)輕、耐化學(xué)性好、抗蟲(chóng)蛀和霉菌、沾污性和污染性較小等優(yōu)良特性。聚丙烯熔噴布中的纖維排列不規則、雜亂，該結構使比表面積更大、孔徑更小，因此具有比其他無(wú)紡布更好的過(guò)濾性和容塵量，廣泛應用于過(guò)濾材料領(lǐng)域；其無(wú)紡布含有大量微細孔隙及優(yōu)良的親油性，使其在吸油材料領(lǐng)域被大量應用。另外，由于聚丙烯熔噴無(wú)紡布優(yōu)異的再加工性能，使其應用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛，如醫用防護、隔音材料、保暖材料、電池隔膜等。3.1 醫用防護醫用防護是聚丙烯熔噴無(wú)紡布的一個(gè)主要應用領(lǐng)域，隨著(zhù)人們對健康防護有了更高的要求，其在醫療衛生領(lǐng)域的地位與日俱增。近些年，將熔噴無(wú)紡布與紡黏無(wú)紡布復合，具有強度高、手感好、高效低阻的特點(diǎn)。用其制成醫用口罩，一般是SMS復合?！癝”層主要是為復合無(wú)紡布提供強力支撐的紡黏層，外“S”層由經(jīng)過(guò)防水處理的聚丙烯無(wú)紡布制成，主要用于阻擋帶病毒的液滴和較大顆粒粉塵；內“S”層為普通聚丙烯紡黏無(wú)紡布，主要起到吸濕作用?！癕”為聚丙烯熔噴無(wú)紡布層，經(jīng)駐極處理，能夠阻隔病毒、過(guò)濾細菌懸浮顆粒，濾效高于95％，呼吸阻力小，是疫情爆發(fā)時(shí)期最重要的防護用材料。3.2 保暖材料聚丙烯纖維比表面積大、孔徑小且孔隙率高，該纖維結構能夠貯存大量空氣,有效防止熱量散失，保暖性和透氣性好；質(zhì)量輕、手感柔軟卻沒(méi)有單薄感，是理想的保暖材料。美國3M公司開(kāi)發(fā)的熔噴保暖絮材，將粗旦滌綸三維卷曲纖維加入到丙綸熔噴纖維中(含量為35％)，增加了無(wú)紡布的蓬松度。據報道,該熔噴產(chǎn)品結構是仿羽絨的,，保暖性比羽絨高1.5倍。3.3 吸油材料聚丙烯纖維具有很好的親油性，吸濕性差，且不溶于油類(lèi)和強酸強堿的化學(xué)性質(zhì)，是一種高效且無(wú)污染的新型吸油材料。質(zhì)輕，吸油后，仍可長(cháng)時(shí)間飄浮在水面不變形；是非極性材料，其吸油量可以達到本身重量的幾十倍；無(wú)毒害，水油置換好，可重復多次使用；用燃燒法處理聚丙烯熔噴布不產(chǎn)生有毒氣體，能夠完全燃燒且放出大量的熱量，僅有0.02％的灰燼剩余。目前，聚丙烯熔噴吸油材料在環(huán)保及油水分離工程、海洋溢油等領(lǐng)域被廣泛應用。李峰等將制備的苯乙烯、甲基丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸酯3種單體的高吸油樹(shù)脂材料與聚丙烯粒料進(jìn)行復合熔噴，制得的復合聚丙烯熔噴材料具有吸油倍數較高、保油率好、吸水率低的特點(diǎn)。3.4 過(guò)濾材料濾料是聚丙烯熔噴無(wú)紡布最早的應用領(lǐng)域，其纖維直徑小于5μm，極適合用作空氣過(guò)濾材料。尤其是經(jīng)過(guò)電駐極處理的熔噴材料，具有結構蓬松、孔隙率大、容塵量大、呼吸阻力小、過(guò)濾效率高的特點(diǎn)。在亞高效、高效低阻、普通家用空調、電子制造等過(guò)濾材料中有著(zhù)廣泛的應用。聚丙烯熔噴材料還可用在液體過(guò)濾中，能過(guò)濾0.22～10μm的顆粒，如血液輸送時(shí)的血液中白細胞的過(guò)濾[43]。結語(yǔ)作為一種重要的材料，聚丙烯熔噴無(wú)紡布具有良好的市場(chǎng)前景，尚需繼續加大研發(fā)力度，提高性能，降低成本。未來(lái)的研究重點(diǎn)主要有3個(gè)方面：(1)聚合物的改性繼續優(yōu)化聚丙烯樹(shù)脂的改性技術(shù)，提高聚丙烯熔噴布的性能，如強力、韌性等。(2)設備的改進(jìn)改進(jìn)熔噴模頭，紡出均勻度更好、韌性更強、直徑更小的的纖維。(3)技術(shù)的結合將熔噴技術(shù)與其他紡絲技術(shù)相結合，制備出性能更加優(yōu)異的復合型熔噴材料。文章來(lái)源：第八元素塑料版

近年來(lái),隨著(zhù)呼吸道傳染病毒(如埃博拉病毒、SARS病毒等)的大肆橫行,公共衛生問(wèn)題受到各界的重視。特別是2020年，新型冠狀病毒在全球傳播，對人類(lèi)生命構成巨大威脅，醫用口罩、防護服等成為防止病毒傳播、保護人群健康的重要防護裝備。不同用途或級別的防護口罩與服裝采用的材料和制備方法不同，作為更別的醫用防護口罩(如N95)和防護服，采用3～5層無(wú)紡布復合而成，即SMS或SMMMS組合。這些防護用品里面重要的就是阻隔層，即熔噴無(wú)紡布層M(MelTbown)，該層的纖維直徑比較細，為2～3μm，它對防止細菌和血液的滲透起著(zhù)至關(guān)重要的作用。該超細纖維布表現出良好的過(guò)濾性、透氣性和吸附性，因此被廣泛應用于過(guò)濾材料、保暖材料、醫用衛生等領(lǐng)域。在突發(fā)性公共衛生事件的誘導下，國內外聚丙烯熔噴無(wú)紡布技術(shù)飛速發(fā)展。文中系統闡述了聚丙烯熔噴無(wú)紡布發(fā)展現狀及應用。為深入研究該類(lèi)產(chǎn)品提供參考。1聚丙烯熔噴無(wú)紡布生產(chǎn)技術(shù)1.1 熔噴無(wú)紡布生產(chǎn)工藝熔噴無(wú)紡布生產(chǎn)流程一般是高聚物樹(shù)脂切片的喂入→熔融擠出→熔體雜質(zhì)過(guò)濾→計量泵計量→噴絲→成網(wǎng)→切邊卷繞→產(chǎn)品后加工。熔噴工藝原理是將聚合物熔體從模頭噴絲孔擠出，形成熔體細流。同時(shí)，噴絲孔兩側的高速高溫氣流對熔體細流進(jìn)行噴吹與拉伸，從而細化成細度只有1～5μm的細絲，而后這些細絲被熱氣流拉斷為45mm左右的短纖維。為防止熱氣流將短纖吹散，設置真空抽吸裝置(在凝網(wǎng)簾下方)，以均勻收集高速熱風(fēng)拉伸形成的超細纖維。最后，它依靠自黏制成熔噴無(wú)紡布。1.2 主要工藝參數1.2.1聚合物原料的性質(zhì)包括樹(shù)脂原料的流變性能、灰分、相對分子質(zhì)量分布等。其中，原料的流變性能是最重要的指標，常用熔融指數(MFI)表示。MFI越大，該材料的熔體流動(dòng)性越好，反之越差。樹(shù)脂原料的分子量越低，MFI越高，熔體黏度越低，越適合牽伸不良的熔噴工藝。對聚丙烯來(lái)說(shuō)，要求MFI在400～1800g／10mIN范圍內。1.2.2在線(xiàn)工藝參數在熔噴生產(chǎn)過(guò)程中，按照原料和產(chǎn)品的需求調節的參數，主要有

pp丙綸無(wú)紡布

：(1)熔體擠出量當溫度恒定，擠出量增大，熔噴無(wú)紡布定量增加，強度相對提高(到達峰值后減小)。其與纖維直徑成線(xiàn)性增加的關(guān)系，擠出量過(guò)多，纖維直徑增大，根數減少且強度下降，黏合部位減少，引起并絲，故無(wú)紡布相對強力下降。(2)螺桿各區溫度它不僅關(guān)系到紡絲過(guò)程的順利與否，而且影響到產(chǎn)品的外觀(guān)、手感和性能。溫度過(guò)高，會(huì )出現“SHOT”塊狀聚合物，布面疵點(diǎn)增多，斷纖維增加，出現“飛花”。溫度設置不當會(huì )導致噴頭堵塞、噴絲孔磨損，損壞設備。(3)拉伸熱空氣溫度拉伸熱空氣溫度一般用熱空氣速度(壓力)表示，對纖維的細度產(chǎn)生直接影響。在其