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茂金属PE基纺粘非织造材料的开发及性能研究

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茂金属PE基纺粘非织造材料的开发及性能研究

作者：赵晨天津工业大学

学位级别：硕士

新冠疫情的爆发,不光危害着人民的健康,对参与抢救的医务人员也造成了严重的威胁,高性能的医用防护材料需求量大幅增加,然而目前的非织造医卫材料的品种、生产能力和穿着舒适性远远不能满足市场的需求,开发新型非织造医卫材料至关重要... 详细信息

新冠疫情的爆发,不光危害着人民的健康,对参与抢救的医务人员也造成了严重的威胁,高性能的医用防护材料需求量大幅增加,然而目前的非织造医卫材料的品种、生产能力和穿着舒适性远远不能满足市场的需求,开发新型非织造医卫材料至关重要。其中,新型纺粘非织造材料是关键材料之一,通过提升纺粘非织造材料的屏蔽性能、舒适性、抗静电性能和力学性能,改善医护人员的工作强度和提高穿着舒适性等研究工作就显得更加迫切。本课题尝试开发皮芯型和并列型双组分纺粘非织造材料,mPE因其柔软的手感、较低的熔点以及高热缩性而被选作本课题的组分之一,用于与PP进行复合纺丝。为了更快地确定实验工艺参数,降低研发所需的时间和成本,本课题利用模拟计算对实际纺粘实验进行指导,制备出合格的双组分纺粘非织造材料,并对产品性能进行了测试和分析,论文内容分为四个部分:第一部分为原料的选择及性能研究,经过筛选,本课题最终选择分子量为69368、分子量分布为2.08、熔点为98.6、结晶度为17.14%的mPE为双组分纺粘原料之一,与PP共同制备双组分纺粘非织造材料。第二部分为mPE纺丝工艺探索,首先采用Polyflow模拟计算来确定实验工艺参数,并与实际纺丝实验进行对比。最终确定mPE纺丝温度为240℃,研究了拉伸倍数对纤维性能的影响。随着拉伸倍数的增大,mPE长丝直径持续下降,衍射峰逐渐变得尖锐,纤维强度逐渐增大。6倍拉伸后的mPE长丝直径64.2μm,结晶度50.1%,断裂强度3.44 c N/dtex,断裂伸长率85.69%。第三部分为mPE/PP双组分纺粘挤出模拟,mPE/PP皮芯型双组分挤出模拟显示,为了得到皮芯比为3:7的皮芯型双组分纺粘非织造材料,皮层与芯层熔体的喂入比例应控制为2:8。而mPE/PP并列型双组分挤出模拟显示,为了得到两组分比例为5:5的并列型纤维,mPE/PP的喂入比应为4:6。第四部分为mPE/PP双组分纺粘非织造材料的制备,对制备的定量为20 g/m2的并列型mPE/PP双组分纺粘非织造材料,其厚度为0.26 mm,产品纵横向断裂强力分别为27.4 N和10.7 N,纵横向抗弯刚度分别为0.8和0.2,蓬松度为55.6 cm3/g,产品透气性高于5000 L/m2/s,各项性能均高于同定量下大部分纺粘产品,完全满足服用标准。对制备的皮芯型mPE/PP双组分纺粘非织造材料,定量为20 g/m2和40 g/m2的产品的厚度分别为0.19 mm和0.43 mm;纵横向断裂强力分别为53.5 N和31.4 N、87.7 N和53.8N,纵横向抗弯刚度分别为1.3和1.1、3.6和1.1,蓬松度分别为40 cm3/g和15 cm3/g,且两种定量的透气性能均强于多数相同定量下其它纺粘产品,可满足服用要求。

关键词：茂金属聚乙烯 Polyflow 纺粘蓬松型非织造材料

皮芯型聚酯/聚烯烃纺粘熔喷复合成型及产品性能的研究

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皮芯型聚酯/聚烯烃纺粘熔喷复合成型及产品性能的研究

作者：李亚兵东华大学

学位级别：硕士

纺熔复合材料由于其“强度高，耐磨性好，屏蔽性能优异”的特点，一直是用即弃卫生用品和过滤领域的热点。在目前的非织造市场上，对卫生及医用方面的纺熔复合非织造布需求越来越大，企业之间的竞争也愈来愈激烈。不断提高产品的质量，... 详细信息

纺熔复合材料由于其“强度高，耐磨性好，屏蔽性能优异”的特点，一直是用即弃卫生用品和过滤领域的热点。在目前的非织造市场上，对卫生及医用方面的纺熔复合非织造布需求越来越大，企业之间的竞争也愈来愈激烈。不断提高产品的质量，降低生产成本，以扩大市场，获得最大的利润，这是市场的推动力，也是企业竞争的基本原则。本论文就如何提高用于卫生及医用方面纺熔复合产品的主要性能（力学性能、柔软度和阻隔性能）以及节约生产中的成本成为相关研究的主要课题。首先，基于国内外纺熔复合成型的相关研究，提出了采用皮芯型双组分聚酯/聚烯烃纺粘熔喷复合的方案。一方面是利用低熔点皮层热粘合纺熔复合的原理来提高产品柔软度和强度;另一方面皮层和芯层原料的价格及熔点差异可以节约成本和能耗。要实现这一目标，生产设备的效率和稳定性，工艺技术的先进和灵活性则是不容低估的关键因素。通过生产设备对纤网成型影响的研究，确定了用于PE挤出的单螺杆挤出机、用于PP和PET挤出的同向双螺杆挤出机、管道分配熔体形式的纺丝箱体、长径比为4:1的3.5m矩形喷丝板、双侧吹风的冷却、正压宽幅狭缝气流牵伸及烘房结构的热风粘合生产系统。其次，为了增强产品的阻隔性能和节约能耗，采用创新型的在线翻网复合技术。选取了直线成网和翻网成网三种不同面密度（13g/m2、18g/m2、24g/m2）的试样，对它们的透气性、力学性能以及孔径进行性能测试。结果显示，通过采用翻网成网技术，试样的平均孔径减小，透气性下降，阻隔性增强，断裂强力增大;通过网帘下风机的抽吸规律研究，得出经过翻网工艺后，生产能耗降低了30%左右，极大的节约了能耗。最后，将面密度为60g/m2的PE/PP皮芯双组分SMS复合材料和单组分SMS复合材料的性能（拉伸性能、柔软性能、孔径、透气性、耐静水压）进行了对比分析。结果显示，PE/PP皮芯双组分SMS非织造复合材料的柔软性、耐静水压性能、过滤性能均优于单组分SMS非织造复合材料;透气性和过滤阻力比单组分SMS非织造复合材料稍差;两种试样的纺粘纤维和熔喷纤维细度相差不大。因此皮芯双组分SMS复合材料在医疗卫生、室外防护、过滤等应用领域更有竞争优势。本文结合产品性能和生产能耗的分析，对皮芯型聚酯/聚烯烃纺粘熔喷复合生产线的设备系统特点、核心部件结构及机理进行详尽的介绍，对于皮芯双组分纺粘技术以及自主研发双组分SMS生产线具有一定的借鉴意义。

关键词：皮芯型双组分SMS PE/PP 纺粘性能

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聚酯纺粘非织造干花基材工艺与热轧技术研究

聚酯纺粘非织造干花基材工艺与热轧技术研究

作者：曹亚林东华大学

学位级别：硕士

我国自20世纪80年代起,开始引进纺粘设备和技术,生产纺粘法非织造布。由于纺粘非织造布有产品性能好、成本低、用途广等优点,近年来纺粘法非织造布得到了较为迅速的发展,每年的产能与产量都有一定增加,可见纺粘发非织造产品越来越受到... 详细信息

我国自20世纪80年代起,开始引进纺粘设备和技术,生产纺粘法非织造布。由于纺粘非织造布有产品性能好、成本低、用途广等优点,近年来纺粘法非织造布得到了较为迅速的发展,每年的产能与产量都有一定增加,可见纺粘发非织造产品越来越受到人们的欢迎。随着人们生活水平的提高,人们对装饰、美化、保健等多方面的要求有所提高,让生活舒适美好。目前市面上所采用的装饰用干花大都为机织产品,聚酯纺粘装饰非织造材料的开发,既符合非织造材料向低成本、高附加值方向发展的趋势,又迎合了人们对新型装饰材料的追求。本研究首先通过对聚酯纺粘非织造布和传统干花基布进行测试,分析得出聚酯纺粘非织造布的折皱回复性,抗弯刚度,比传统干花基布好。除此之外,聚酯纺粘非织造布由于其纤维的杂乱排列,与植物经脉相类似,较为逼真。但是传统干花基布在细度,强力,弯曲弹性模量方面比聚酯纺粘非织造布的性能优越。针对聚酯纺粘非织造上述不足的性能,本研究通过改变纺粘生产中牵伸工艺的气流压力来改变聚酯长丝的细度,从热轧粘合中点粘合角度分析了轧点形状,轧点面积,轧点百分比以及轧点的排列方式对聚酯纺粘非织造布性能的影响。除此之外对聚酯纺粘非织造布进行硬挺整理从而提高聚酯纺粘布的弯曲弹性模量。研究表明,在聚酯纺粘非织造布牵伸工艺中,增加气流压力可以使得聚酯长丝的细度降低,并且分析得出在牵伸压力至少为3bar时,才能获得结晶,取向,均匀性较好的聚酯长丝。此外,在提高轧点面积,轧点面积比例的同时,采用方形轧点与纤维排列方向成45°排列的轧点排列,可以使得聚酯纺粘非织造布的强力,硬挺度性能更好。对于硬挺整理方面,本研究确定了采用TF-630硬整理工艺：TF-630硬挺剂与TF-630C催化剂的比例为5：1,TF-107 T渗透剂1 g/L。轧辊压力0.3MPa,轧液率150%。选取硬挺整理剂TF-630的浓度选取为200g/L,焙烘温度180℃,时间120S时能够获得较好的硬挺整理效果。经过整理后,聚酯纺粘非织造布的强力,抗弯刚度都得到了增加,弯曲弹性模量与传统干花基布相当,虽然折皱回复性有所下降,但是仍然符合干花用布的要求。

关键词：聚酯纺粘热轧干花非织造

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薄型聚酯纺粘非织造工艺与性能的研究

薄型聚酯纺粘非织造工艺与性能的研究

作者：韩文生东华大学

学位级别：硕士

本论文研究的是薄型聚酯(PET)纺粘非织造宽幅式整体狭缝气流正压拉伸工艺对非织造布性能的影响，并首次提出了对超薄型聚酯纺粘非织造工艺的研究。本课题采用熔融纺丝(纺粘法)工艺，是将高分子聚合物加热熔融，经挤出机后，熔体从纺丝... 详细信息

本论文研究的是薄型聚酯(PET)纺粘非织造宽幅式整体狭缝气流正压拉伸工艺对非织造布性能的影响，并首次提出了对超薄型聚酯纺粘非织造工艺的研究。本课题采用熔融纺丝(纺粘法)工艺，是将高分子聚合物加热熔融，经挤出机后，熔体从纺丝孔挤出进入空气中，熔体细流在空气中冷却的同时，以一定速度拉伸变细变长(气流或机械作用)，在该阶段高分子熔体细化同时凝固，而形成纤维后成网。本课题实验用的原料为聚酯，是熔融纺丝工艺常用的一种聚合物，其主要性能参数有特性粘度、端羧基含量、二氧化钛含量、水分和灰分等，在熔融纺丝工艺中，要求聚酯中水分的含量的在一定范围内才能顺利纺丝，因此，聚酯在纺丝之前要先经过干燥工序。熔融纺丝(纺粘法)工艺采用的是高速气流拉伸，其拉伸丝条的介质是高速气流。本课题选用的宽幅式整体狭缝气流正压拉伸工艺，其拉伸原理：气流拉伸丝条的介质是采用高压压缩的空气，利用气体质量小易于扩散的特性。拉伸气流本身对长丝没有直接的握持作用，通过高压气流对长丝产生的粘性摩擦力和在狭逢下方区域由于气流作用丝条强烈波动或摆动而产生的压推力，这两个力的共同作用使长丝得到有效的拉伸。拉伸装置可以上下移动，其移动距离对拉伸装置下方丝条的摆动幅度有很大的影响，对成网的均匀度影响很大。在薄型聚酯纺粘非织造宽幅式整体狭缝气流正压拉伸工艺中，主要的工艺参数有：干燥温度、计量泵转速、纺丝温度、冷却风温度和风速、纺丝速度、ACD高度(拉伸装置底端到成网帘的距离)、成网速度、热轧辊压力和温度等，这些参数决定了聚酯纺粘非织造布的性能，主要包括：长丝线密度、结晶度;纺粘非织造布的纵横向断裂强力、断裂伸长率、厚度和成网均匀度等指标。比较不同工艺参数与测试不同聚酯纺粘非织造布的性能参数，得出其不同的工艺对纺粘非织造布的性能的影响，同时并分析原因。

关键词：聚酯纺粘气流拉伸工艺性能

无机粉体改性聚丙烯纺粘非织造布工艺及性能研究

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无机粉体改性聚丙烯纺粘非织造布工艺及性能研究

作者：向天夏东华大学

学位级别：硕士

纺粘法非织造布采用熔融纺丝成网技术,是一种领先的非织造布工艺。此工艺以热塑性高分子化合物为原料,经过熔融纺丝牵伸铺网,然后用热轧或针刺、水刺的方法固结而成的布状材料。聚丙烯纺粘法非织造布已广泛应用于包装材料、装饰材料、... 详细信息

纺粘法非织造布采用熔融纺丝成网技术,是一种领先的非织造布工艺。此工艺以热塑性高分子化合物为原料,经过熔融纺丝牵伸铺网,然后用热轧或针刺、水刺的方法固结而成的布状材料。聚丙烯纺粘法非织造布已广泛应用于包装材料、装饰材料、医用材料、卫生用品、土工布、过滤材料等各个领域。但是,由于大量使用,其废弃物降解困难,造成的白色污染对土壤、生物和人类生活环境也带来不少危害。开发无机粉体改性技术生产的聚丙烯纺粘非织造布,以无机粉体作为添加剂,减少了高分子聚合物的使用量,节约了石油资源,降低了生产成本,并使产品用后可较快的光氧化降解。同时,在长时间环境条件作用下,无机粉体可以从纺粘布中分离进入环境中,促进材料被环境消纳,没有污染,可以作为一种环境友好型材料。本文重点研究了整体狭缝式负压气流牵伸的无机粉体碳酸钙改性聚丙烯(PP)纺粘非织造生产工艺及碳酸钙质量分数对改性PP纺粘非织造布的性能影响。在改性PP纺粘非织造布的生产过程中,影响改性PP纺粘非织造布性能的工艺参数有：计量泵转速、纺丝温度、冷却风温度和风速、牵伸压力、牵伸器狭缝宽度、纺丝速度、成网帘速度、热轧辊压力和温度等,本论文重点从箱体温度、侧吹风速度及上/下压辊的温度,这三个因素出发,通过正交实验,采用极差法获得了生产改性PP纺粘非织造布优化工艺参数。对改性PP纺粘非织造布的拉伸断裂性能、长丝线密度、透气性能、热学性能、流变性能、结晶度和老化降解性能等进行了分析,而且还分析了不同质量分数的无机粉体碳酸钙与产品性能之间的关系,研究表明：当改性PP纺粘非织造布的面密度较小时,其断裂强力随碳酸钙质量分数的增大而下降,当面密度较大时,其断裂强力先增大后减小。同时碳酸钙质量分数以及光照时间都会对结晶度产生影响,碳酸钙的加入还会使改性PP纺粘非织造布光老化降解的速度加快。本课题对形成这些关系的根本原因进行的探讨,对实际生产及产品应用将会有直接的指导意义。

关键词：纺粘聚丙烯无机粉体碳酸钙力学性能降解

PET/PA6双组分纺粘水刺非织造材料工艺及其性能的研究

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PET/PA6双组分纺粘水刺非织造材料工艺及其性能的研究

作者：王敏浙江理工大学

学位级别：硕士

双组分纺粘水刺是将双组分纺粘工艺与水刺工艺相结合的一种非织造材料生产技术,它通过螺杆挤出机将两种聚合物熔融,经过滤计量后从喷丝孔挤出形成双组分纤维;双组分纤维经冷却牵伸后铺网,最后双组分纤网经水刺开纤和缠结形成超细纤维非... 详细信息

双组分纺粘水刺是将双组分纺粘工艺与水刺工艺相结合的一种非织造材料生产技术,它通过螺杆挤出机将两种聚合物熔融,经过滤计量后从喷丝孔挤出形成双组分纤维;双组分纤维经冷却牵伸后铺网,最后双组分纤网经水刺开纤和缠结形成超细纤维非织造材料。纺粘水刺技术是直接从聚合物到非织造材料,所以其生产效率高,而且其产品具有良好的性能,可广泛应用于过滤材料、擦拭材料和人造革等领域。虽然国内有两家企业实现了双组分纺粘水刺非织造材料的投产,但生产工艺的探索仍然处在起步阶段。本文以聚酯和聚酰胺6切片为原料,通过纺粘水刺设备制备了中空双组分纤维和双组分超细纤维非织造材料。首先研究了原料的熔融指数、热稳定性以及流变性能;同时重点研究了纺粘过程中牵伸气流压力对双组分纤维热性能、结晶性能、取向结构、表面形貌以及拉伸性能的影响;最后研究了面密度、PET/PA6配比以及水刺能量对双组分超细纤维非织造材料表面形貌、厚度、孔径分布、过滤性能、拉伸性能和撕裂性能的影响,研究结果表明:***和PA6切片的熔融指数随着温度的升高而增大,但PET熔体的流动性要好于PA6熔体;PET和PA6熔体都是假塑性流体,其表观粘度随着剪切速率的增大而减小,在同一剪切速率下,随着温度的升高而减小;在低剪切速率时,PET和PA6熔体表观粘度随剪切速率增大而快速下降,当剪切速率增大到一定程度后,熔体表观粘度变化趋势减小。***组分的熔点随着牵伸气压的增大而升高,而PA6组分熔点随气压增大基本不变;当牵伸气压大于1.5 Bar时,PET组分有两个连续的熔融峰,即主峰和小肩峰,这说明纤维中折叠链片晶和伸展链片晶共存。纤维的结晶度和取向度也是随着牵伸气压的增加而逐渐增大的。通过双组分纤维截面和表面形貌可知,双组分纤维由8瓣PET和8瓣PA6相间排列组成,且两组分之间存在着鲜明的界面,这表明两组分不相容。当牵伸气压增大时,双组分纤维的断裂强度逐渐增大,而其平均直径和断裂伸长率都减小。3.随着纺粘水刺非织造材料面密度的增大,其厚度增大,平均孔径减小;双组分非织造材料的过滤效率也是随着纤网面密度的增大而提高,与此同时它的过滤阻力也是逐渐增大的。当纺粘水刺非织造材料面密度增大时,它的横纵向拉伸强力、断裂伸长率和撕裂强力都是逐渐增大的,但其纵向拉伸强力大于横向拉伸强力,纵向撕裂强力小于横向撕裂强力。4.对于PET/PA6配比分别为50/50、60/40和70/30的这三种纺粘水刺非织造材料,它们表面的纤维基本裂离为超细纤维,而中间层的纤维大部分都是保持完整的中空结构。当PET/PA6配比为50/50时,材料的平均孔径、断裂强力和断裂伸长率都是最大,而其过滤效率和过滤阻力最小。随着材料中PET组分比例的增大,其平均孔径、断裂强力和断裂伸长率都是呈减小的趋势,而过滤效率和过滤阻力增大。5.随着水刺能量的增大,非织造材料的厚度和平均孔径减小,过滤效率和过滤阻力增大;它的横纵向拉伸强力、断裂伸长率和撕裂强力都是先增大后减小,当水刺能量为24.46J/g时,其拉伸和撕裂性能最好。

关键词：中空双组分纤维纺粘水刺超细纤维

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纺粘水刺超纤非织造布生产线即将投产

国际纺织导报 2008年第10期36卷 17-18页

中国自行研制的纺粘加水刺超细纤维非织造布生产线将在江西三江集团投入试生产。

关键词：非织造布生产线水刺纺粘投产超细纤维试生产

纺粘非织造窄狭缝牵伸器喷射流场的研究与分析

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合成技术及应用 2009年第3期24卷 39-44页

作者：赵博中原工学院河南郑州450007

建立了纺粘窄狭缝牵伸器喷射流场的理论模型,采用有限差分法对该模型求解,采用SIMPLE算法求解速度和压力耦合,用交错网格解决速度和压力的锯齿状分布问题,差分格式为二阶迎风格式,使用交替方向的逐线TDMA方法求得差分方程。数值计算得... 详细信息

建立了纺粘窄狭缝牵伸器喷射流场的理论模型,采用有限差分法对该模型求解,采用SIMPLE算法求解速度和压力耦合,用交错网格解决速度和压力的锯齿状分布问题,差分格式为二阶迎风格式,使用交替方向的逐线TDMA方法求得差分方程。数值计算得到了气流速度在x方向上的分量,与实验结果吻合较好。通过对几种纺粘牵伸器喷嘴的喷射流场进行了数值模拟,给出了相应的流场矢量图,显示了该研究在对纺粘设备进行计算机辅助设计方面的应用前景。

关键词：纺粘窄狭缝牵伸器喷射流场

纺粘型非织造织物的最新产品——TYPAE Ⅲ

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产业用纺织品 1984年第Z1期5卷 64-65页

作者：朱彬华

杜邦公司在卢森堡开设的一家纺粘织物工厂最近研制成一种做地毯底布的材料(TY-dARⅡ),这是一种最新的聚丙烯纺粘型非织造织物,目前已大量生产。杜邦纺粘织物厂可能是欧洲最为整洁及生产最完全的工厂之一。TYPAR Ⅱ的制造方法和其它纺粘... 详细信息

杜邦公司在卢森堡开设的一家纺粘织物工厂最近研制成一种做地毯底布的材料(TY-dARⅡ),这是一种最新的聚丙烯纺粘型非织造织物,目前已大量生产。杜邦纺粘织物厂可能是欧洲最为整洁及生产最完全的工厂之一。TYPAR Ⅱ的制造方法和其它纺粘织物的生产是不同的。

关键词：纺粘非织造织物无纺织物 TYPAE