中厚型熔噴非織造布性能的測(cè)試與分析

中厚型熔噴非織造布性能的測(cè)試與分析

1熔噴非織造布的研究現(xiàn)狀非織造布具有手續(xù)短、設(shè)備簡(jiǎn)單、產(chǎn)品多樣性等特點(diǎn)，得到了廣泛應(yīng)用。熔噴非織造材料在過(guò)濾、阻菌、吸附、保暖、防水等方面性能十分優(yōu)異,是其他非織造材料無(wú)法比擬的,是極具發(fā)展前途的產(chǎn)業(yè)。當(dāng)今中國(guó)作為聚丙烯纖維最大的生產(chǎn)國(guó),應(yīng)該緊緊合理抓住這一機(jī)會(huì),積極展開(kāi)聚丙烯熔噴非織造布的研究,以適應(yīng)國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)發(fā)展的需求。但總的來(lái)說(shuō),我國(guó)非織造布的發(fā)展水平不高,生產(chǎn)品種單樣化,市場(chǎng)占有率低,產(chǎn)品的附加值不高,與歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家相比,我國(guó)非織造布生產(chǎn)技術(shù)還不夠先進(jìn),產(chǎn)能利用率低,受到國(guó)外先進(jìn)技術(shù)對(duì)國(guó)內(nèi)的壁壘,對(duì)新材料,新工藝的熔噴非織造布的研究還不足,國(guó)外憑借先進(jìn)的技術(shù),已經(jīng)開(kāi)發(fā)出來(lái)各種新型熔噴非織造布,如纖維素熔噴非織造布,應(yīng)用廣泛,性能優(yōu)異,在這樣的背景下,就必須要進(jìn)行新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用,擴(kuò)大國(guó)內(nèi)市場(chǎng),通過(guò)研究不同品種的熔噴非織造布,了解熔噴非織造布的基本性能,找到不同類熔噴布之間的特性和同品種不同規(guī)格的熔噴布之間性能的差異,發(fā)現(xiàn)其突出性能,對(duì)進(jìn)行新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和研究應(yīng)用,提高產(chǎn)品附加值,擴(kuò)大國(guó)內(nèi)市場(chǎng),讓產(chǎn)品向高端化方向發(fā)展等都是非常有必要的本文結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程,為了對(duì)幾種不同規(guī)格的中厚型熔噴非織造布材料有一個(gè)較為詳細(xì)的了解,對(duì)它們的形態(tài)結(jié)構(gòu)、物理性能、力學(xué)性能和透氣透濕等性能及其特點(diǎn)等進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試,結(jié)合測(cè)試結(jié)果,分析研究了影響熔噴非織造布的基本性能的因素,為進(jìn)一步提高產(chǎn)品的品質(zhì)提供一定的參考價(jià)值。2試驗(yàn)條件2.1試驗(yàn)材料2.2織物物理性能測(cè)試采用數(shù)字式三維電子顯微鏡對(duì)測(cè)試材料中纖維分布及纖維細(xì)度觀察及測(cè)量,使用厚度測(cè)試儀測(cè)織物的厚度,采用織物強(qiáng)力儀測(cè)強(qiáng)力,使用織物透氣量?jī)x測(cè)透氣性能等,其他物理性能測(cè)試均采用有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試方法。2.3試驗(yàn)條件2.4實(shí)驗(yàn)織物及儀器數(shù)字式三維測(cè)量纖維系統(tǒng)VHX-600型電子顯微鏡、ZHX-600D型電子顯微鏡、YG(B)141D型厚度測(cè)試儀、Fast-1型厚度測(cè)試儀、FA2004型電子天平、FAST-1壓縮性測(cè)試儀、YG065H電子織物強(qiáng)力儀、YG065-250多功能織物強(qiáng)力儀、YG501N-Ⅱ型紡織品透濕量?jī)x、透濕杯、電子天平、YG065-250多功能織物強(qiáng)力儀、Y522織物磨損試驗(yàn)機(jī)、LLY-01B電腦控制硬挺度儀、YG601-Ⅰ/Ⅱ型電腦式織物透濕儀、透濕杯、電子天平、ZHX-600D型電子顯微鏡、Y522型圓盤式織物平磨儀、YG(B)461D(N)型數(shù)字式織物透氣量?jī)x、平板式保溫儀、GZX-9140MBE型電熱鼓風(fēng)干燥箱等。3性能試驗(yàn)與分析3.1實(shí)驗(yàn)材料的類型產(chǎn)品有3類5種不同規(guī)格的中厚型熔噴非織造布,克質(zhì)量不同,試樣編號(hào)見(jiàn)表1。3.2材料的形態(tài)結(jié)構(gòu)圖1~圖11分別3類5種不同規(guī)格的中厚型熔噴非織造布,分別在200倍和2000倍放大情況下,觀察纖維的形態(tài)結(jié)構(gòu)分布。從圖1~圖11中可以看出:(1)13.3實(shí)驗(yàn)分析3.3.1不同類型、不同用途的非織造布的厚度非織造布的厚度影響非織造布產(chǎn)品的性能。不同類、不同用途的非織造布的厚度不同,同一類產(chǎn)品也有不同厚度規(guī)格之分。5種試樣厚度測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2。從表2可以看出:23.3.2粗熔噴過(guò)濾棉的性5種試樣面密度測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表3。從表3可以看出:2從表2和表3中可以分析出,非織造布的厚度與面密度(克質(zhì)量)成正比,厚度越大,克質(zhì)量或面密度就越大,這是由于面密度越大,單位面積內(nèi)所含纖維量越多,纖維的堆積導(dǎo)致厚度增大。粗熔噴過(guò)濾棉的質(zhì)量不勻率最大,熔噴PP次之,SM最小且成網(wǎng)結(jié)構(gòu)最均勻。粗熔噴過(guò)濾棉的纖維集合體密度最小,纖維間空隙較大,熔噴PP(23.3.3材料的力學(xué)5種試樣的力學(xué)性能測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表4。從表4中可看出:(1)13.3.4材料的面密度非織造布的頂破強(qiáng)力是重要指標(biāo)之一它是測(cè)定非織造布多方面受力的情況。5種試樣的頂破強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表5。從表5可以看出:同種熔噴聚丙烯非織造布的面密度越大,越厚,其頂破強(qiáng)力也就越大,頂破強(qiáng)力不勻率越低,這是因?yàn)槊婷芏仍酱?纖維堆積越多,纖維間作用力增加,纖維量的增多增加了對(duì)外力的承受。SM的頂破強(qiáng)力不勻率最低,熔噴PP次之,粗熔噴過(guò)濾棉的頂破不勻率最高。3.3.5磨損是非織造布破壞的主要形式非織造布因受磨而損傷也是非織造布力學(xué)性能的體現(xiàn),磨損是非織造布破壞的主要形式之一。5種試樣的耐磨性測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表6。從表6可以看出:面密度越大,厚度越大,其耐磨性相應(yīng)增大。但是從表中可以發(fā)現(xiàn)23.3.6材料的抗彎剛度非織造布的剛?cè)岫仁侵钙淇箯潉偠群腿彳洺潭?。抗彎剛度常用?lái)評(píng)價(jià)其相反的特征即柔軟度,此次實(shí)驗(yàn)采用斜面法來(lái)評(píng)定樣品的剛?cè)岫取?種試樣的抗彎剛度測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表7。從表7可以看出:23.3.7材料的透氣性能非織造布中,粘合襯布、保暖絮片、太空棉、衛(wèi)生材料和一些過(guò)濾材料等,都應(yīng)有一定的透氣性,才能實(shí)現(xiàn)其功能和作用。5種試樣的透氣性測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表8。從表8可以看出:23.3.8空棉系統(tǒng)的衛(wèi)生性能指標(biāo)非織造布透過(guò)水蒸汽的性能稱為透濕性,絮片、太空棉等用于服裝的制造,透濕性是重要的舒適、衛(wèi)生性能指標(biāo),直接影響服裝排放汗、汽的功能。5種試樣的透濕量測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表9。從表9中可以看出:33.3.9主要起保溫作用非織造布中的一些保暖、隔熱材料,如各種絮片、噴膠棉、太空棉等主要起保溫作用,其保暖效果以測(cè)得的保暖性指標(biāo)衡量。5種試樣的保暖性測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表10。從表10中可以看出:23.3.1液體與非織造材料的防水性尺寸穩(wěn)定性表示非織造布在使用過(guò)程中,受到濕、熱及洗滌作用而產(chǎn)生的尺寸變化,通常也稱為收縮性,此次研究了熱收縮性。5種試樣的熱收縮率測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表11。從表11中可分析出:SM的熱穩(wěn)定性的各項(xiàng)異性最大,經(jīng)、緯兩方向的熱穩(wěn)定性差異較大,粗熔噴過(guò)濾棉次之,熔噴PP布最小,SM的熱收縮率相對(duì)來(lái)說(shuō)是較大的,所以總的來(lái)說(shuō)SM的熱穩(wěn)定性是最差的,使用該材料制品時(shí)對(duì)溫度的要求就會(huì)比較高。防水性是透水性的相反指標(biāo),表示非織造布對(duì)透液態(tài)水透過(guò)時(shí)的阻抗特性,透水性多用于土工、過(guò)濾材料;防水性對(duì)防水布、雨衣、過(guò)濾布材料的品質(zhì)評(píng)定具有重要意義。此次通過(guò)液體與非織造布的接觸角測(cè)定來(lái)表征防水性。實(shí)驗(yàn)原理:以水滴在織物表面的接觸角來(lái)表征防水性能的量度,接觸角越大,則表明水分子與非織造布表面分子間的附著力越小,非織造材料的防水性就越強(qiáng)。接觸角大于90°時(shí),認(rèn)為非織造布的防水性好;接觸角小于90°時(shí),表明水對(duì)非織造布的浸潤(rùn)性好,非織造布的防水性越差。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出:5種非織造布的接觸角都大于90°,均為防水材料,13.3.1孔隙率孔隙率是指非織造布的孔隙體積與它的總體積之比。孔隙是反映土工布、過(guò)濾材料等非織造布產(chǎn)品通過(guò)水、空氣的能力,過(guò)濾材料的過(guò)濾濾阻和過(guò)濾效率均與材料的孔隙率有很大關(guān)系,此次實(shí)驗(yàn)是在查閱相關(guān)文獻(xiàn)之后通過(guò)計(jì)算得出孔隙率。非織造過(guò)濾材料的孔隙率是指材料的空隙體積與總體積的比值。孔隙率的確定不需要直接進(jìn)行試驗(yàn),可通過(guò)計(jì)算求得。非織造材料的孔隙率隨所受壓力不同而不同。在不承壓情況下,孔隙率一般在90%以上,承壓后孔隙率明顯下降,其計(jì)算公式:式中n為空隙率,%;ρ為纖維密度,g/m5種試樣孔隙率測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表12。從表12中可分析出(3類5種不同規(guī)格的中厚型熔噴非織造布孔隙率關(guān)系)53.3.1吸油率及吸油速率吸油性是熔噴非織造布獨(dú)特的性能,是其他非織造布無(wú)法比擬的,多用于海上溢油事故的處理,此次研究了各類熔噴非織造布的吸油性能并做對(duì)比分析。實(shí)驗(yàn)原理:吸油時(shí)間是用非織造吸收材料試樣在液體中完全潤(rùn)濕所需要的時(shí)間,即材料吸液膨脹后液體進(jìn)入其內(nèi)部結(jié)構(gòu)所需要的時(shí)間來(lái)表示;將試樣放入油品待完全潤(rùn)濕所需要的時(shí)間內(nèi),稱量浸油前后的質(zhì)量差與浸油前質(zhì)量的百分比來(lái)評(píng)定吸油率,吸油速率就是吸油前后質(zhì)量的差值與試樣完全潤(rùn)濕時(shí)的時(shí)間之比。注意的是從所盛油品的燒杯中取出要進(jìn)行自然滴淌,滴淌時(shí)材料應(yīng)平放,為保證實(shí)驗(yàn)的一致性,滴淌時(shí)間均定為5min。每種規(guī)格樣品各測(cè)試5塊試樣,計(jì)算平均值。計(jì)算公式如下:式中,L5種試樣吸油測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表13。從表13中可以看出:粗熔噴過(guò)濾棉的吸油倍率是最大的,這是由于54厚度對(duì)非織造布性能的影響通過(guò)測(cè)量3類5種熔噴非織造布的基本性能和其他特殊功能,對(duì)各種熔噴非織造布的指標(biāo)進(jìn)行了對(duì)比與分析,研究表明:(1)熔噴非織造布成三維立體結(jié)構(gòu),纖維較細(xì)且存在粗細(xì)差異,纖維表面存在溝槽結(jié)構(gòu),通過(guò)纖維之間交叉纏繞自身黏合成布。SM由紡黏層和熔噴層復(fù)合而成,紡黏層纖維粗,纖維網(wǎng)稀疏,靠纖維之間的片狀黏合點(diǎn)黏合成網(wǎng)。SM的成網(wǎng)均勻度最好,粗熔噴過(guò)濾棉的質(zhì)量不勻率最大,成網(wǎng)結(jié)構(gòu)最不均勻。熔噴非織造布的厚度與熔噴非織造布的面密度或克質(zhì)量成正相關(guān),面密度越大,單位面積內(nèi)所包含的纖維量就增多,纖維的堆積作用導(dǎo)致非織造布的厚度增加。(2)厚度與耐磨性、頂破強(qiáng)力、保暖性成正相關(guān),與透氣、透濕成負(fù)相關(guān),纖維集合體的密度對(duì)耐磨性成正比,與透氣性、透濕性成反比。且纖維集合體對(duì)耐磨性、透氣性和透濕性起決定作用。熔噴PP和粗熔噴過(guò)濾棉存在明顯的力學(xué)各向異性,縱向斷裂強(qiáng)力最好,斷裂伸長(zhǎng)率與斷裂功成正相關(guān);SM力學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)異,耐磨性能好、頂破不勻率最低,且透氣性和透濕性能突出,斷裂伸長(zhǎng)率與斷裂功也成正相關(guān),適用于衛(wèi)生制品的包覆材料如尿不濕等。(3)熔噴PP孔隙率小,濾阻大,過(guò)濾效果好,且薄型熔噴PP的透氣性優(yōu)異,可開(kāi)發(fā)具有抗菌作用的口罩的過(guò)濾夾層;粗熔噴過(guò)濾棉的孔隙率大,通透性好,過(guò)濾濾阻小。SM、熔噴PP、粗熔噴過(guò)濾棉都是拒水吸油材料。對(duì)熔噴PP來(lái)說(shuō),厚度越大吸油倍率越大。粗熔噴過(guò)濾棉的吸油倍率最大,但其力學(xué)穩(wěn)定性較差,此外,較大的孔隙率賦予粗熔噴過(guò)濾棉較大的熱阻和低的熱傳導(dǎo)系數(shù),因此