新型熔噴非織造布的開發(fā)及性能研究

新型熔噴非織造布的開發(fā)及性能研究

目前，與丙烯纖維復(fù)合成分主要包括液體結(jié)構(gòu)或微米纖維材料，它們賦予了聚丙烯材料的抗菌性、耐光性和抗紫外性。這類材料以納米陶瓷材料提升效果最好，主要有氧化鋅、二氧化鈦、二氧化硅、三氧化二鋁及氧化鎂等隨著人們生活水平的提高和對衛(wèi)生健康意識的增強，特別是近年來各類流行病毒的肆虐和空氣中PM2.5的加重，市場對抗菌類材料需求迅速提高。本研究將棒狀納米氧化鋅與聚丙烯復(fù)合制備熔噴非織造布，提高復(fù)合纖維的功能性，開發(fā)的產(chǎn)品可用于功能性過濾器、手術(shù)衣帽、口罩、衛(wèi)生巾、尿片面料和床上用品等。1生長生長觀察將ZnCl圖1為經(jīng)過處理后的氧化鋅材料放大20000倍的SEM圖樣，可以觀察到大量的棒狀結(jié)構(gòu)，棒狀的直徑低于100nm，已經(jīng)達到納米級，棒長達到毫米級，長徑比較大。2大馬力電機驅(qū)動的超細纖維熔噴非織造布的制備工藝丙綸切片原料、螺桿擠壓機參數(shù)及設(shè)計溫度、計量泵流量等都影響復(fù)合材料性能，通過前期多次優(yōu)選，選擇熔融指數(shù)30g/10min的丙綸切片原料，加入質(zhì)量比5%的親水母粒以及質(zhì)量比2%的棒狀納米氧化鋅材料。為獲得塑化均勻的丙綸熔融物，螺桿注塑機采用單螺紋注塑機，型號規(guī)格如圖2所示。采用超長螺桿（長度為20d）以獲得高的塑化能力及產(chǎn)量；為避免螺桿轉(zhuǎn)速的波動和塑化的不均勻，選擇大馬力電機驅(qū)動提高螺桿驅(qū)動力；噴射嘴和螺筒通路精細設(shè)計，避免形成死角，而使材料不會因滯留而受到熱破壞。采用高精密熱敏電阻控溫，保證螺筒和射嘴的加熱系統(tǒng)的精確溫度控制，以防在通路上熔料局部過熱和可能受冷，螺桿直徑d為55mm。螺筒溫度設(shè)定：通過正交實驗，確定螺筒溫度范圍，螺筒溫度指標，設(shè)定溫度值范圍如表1所示。計量泵流量控制：計量泵流量顯著影響材料細度及均勻度，為獲得超細丙綸纖維，需減小計量泵的流量，但較小流量會影響生產(chǎn)效率。通過優(yōu)化設(shè)計，在保證纖維細度條件下，最終設(shè)定計量泵流量為0.13g/s,熔體壓力為1.9Mpa。加噴吹熱風(fēng)空氣的控制：氣流溫度設(shè)定為230℃，氣流速度26.6g/s。熔噴成網(wǎng)：經(jīng)牽伸、冷卻、固化的超細纖維再經(jīng)牽伸氣流牽引，吹向滾筒，并收集到平板和滾筒上，依靠自身的熱黏合成為熔噴非織造布。噴絲孔出口到平板或滾筒的距離，即熔噴接收距離DCD值調(diào)整為10cm左右。收集卷?。簩⒊删W(wǎng)后的熔噴布收集在滾筒上再由卷繞機構(gòu)卷取成卷以備裁切制得的阻燃丙綸熔噴非織造布的面密度為300g/m定型：采用ZH92lYB-18型熱定型機，在120℃下定型5min。3性能試驗與分析3.1測試測試3.1.1防輻射效果采用紫外分光光度儀，參照澳大利亞防曬服裝標準AS/NZS4399測定?？椢锟棺贤饩€效果用紫外線透射率(UVA、UVB)表示。3.1.2材料力學(xué)性能依據(jù)標準FZ/T60005-1991非織造布斷裂強力及斷裂伸長測定方法，采用YG026B型織物強力機測試非織造布抗拉伸性能，分別測試原樣及曝曬5天后材料力學(xué)性能。3.1.3通風(fēng)依據(jù)標準QB/T1461-1992高透氣紙張透氣性的測定法，采用YG461E-II織物中低壓透氣性測試儀測試非織造布透氣性能。3.1.4芯吸能性能依據(jù)標準FZ/T01071-1999紡織品毛細效應(yīng)試驗方法，采用YG871毛細管效應(yīng)測試儀測試非織造布縱、橫向吸液速率。3.1.5織物吸聲性能以HP835lB射頻/微波信號源為聲源，用HP8757D型射頻/微波網(wǎng)絡(luò)分析儀測試織物的吸聲性能。用聲波反射率評價織物的消聲性能優(yōu)劣，織物反射率小，對聲波的吸收性能好。3.1.6革蘭氏陽性菌抗菌性能測試復(fù)合材料的抗菌性能參照GB/T20944.3—2008《紡織品抗菌性能的評價第3部分：震蕩法》進行測試，測試菌種為革蘭氏陽性菌金黃色葡萄球菌和革蘭氏陰性菌大腸桿菌。3.2納米氧化鋁材料對非織造布力學(xué)性能的影響將開發(fā)的復(fù)合熔噴非織造布與未添加棒狀納米氧化鋅的空白樣性能進行對比分析，各項性能檢測結(jié)果如表2所示。由表2可知，丙綸熔噴非織造布添加棒狀納米氧化鋅材料后，材料斷裂強力、隔音性能等無明顯變化，保留原熔噴材料基本性能。但日曬5天后，添加納米氧化鋅材料的力學(xué)性能出現(xiàn)顯著下降，這說明光降解對共混纖維力學(xué)破壞更為明顯。相對空白樣，添加棒狀納米氧化鋅材料的紫外線過濾性能較好，在410Hz頻率下透過率僅12.4%，而空白樣達到31.6%，抗菌性能提升顯著，同時芯吸性能及透氣性能也有一定程度提升。4復(fù)合纖維的性能將棒狀納米氧化鋅