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SMS添加剂对非织造功能性及多样性的影响

来源:印染在线 发布时间:2013年03月14日

功能性非织造布材料不仅能够达到各种不同的特性,而且适应不同的应用场合。本课题主要研究功能母粒SMS添加剂对三抗SMS复合非织造布生产工艺的影响,以功能性母粒在SMS复合非织造布的应用为基础,研究开发出具有特殊性能与功用的新型SMS非织造布,使得非织造产品功能性以及多样性成为可能,对发展复合型非织造产品的多样化有着积极的意义。

实验操作得出关键数据

目前,尽管新型功能性非织造布的生产与研发设备仍处于开发阶段,从设备到工艺尚有一段探索过程。运用新技术,向着大型化、高速化的方向进行发展将成为企业不断努力的目标。然而除应积极开发新材料、新技术、新工艺外,也要积极向绿色环保的方向发展,吸收和消化国外先进的生产技术,并逐步具备技术的独立研发能力尤其是把新型的化纤纺丝技术同功能性非织造布生产进行优化组合,来改善非织造布的强力、柔软性、均匀性、舒适性和吸湿性,以达到替代纺织品的目的,并进而开拓国际市场。

实验操作得出关键数据

实验仪器:CRE型拉伸强力仪、YG461H全自动透气仪、电子天平。

实验原料:13g/m2普通、13g/m2柔软、13g/m2超柔、15g/m2普通、15g/m2柔软、15g/m2超柔、20g/m2普通、20g/m2柔软、20g/m2超柔SMS非织造布。

在线复合工艺是指SMS复合可以通过在同一条生产线上的纺粘和熔喷设备来实现,即所谓的一步法SMS。在同一条生产线上,同时具有2个纺粘喷丝头及1个熔喷模头,先由第一个纺粘喷丝头喷出长丝形成第一层纤网,再经过熔喷模头在上面形成第二层纤网,然后经第二个纺粘喷丝头形成第三层纤网。这三层纤网经过热轧机粘合,最后经过卷绕机切边卷绕形成SMS非织造布。

透气性测试

试验面积为20cm2,试样的裁取面积应大于20cm2,也可用大块试样测试,同一样品的不同部位至少测试10次。试样的调湿及透气性的测定需要在三级标准大气下进行。

检查斜管压力计的0点和流量差

压示计的0点;选择定压状态;选择流量孔径大小。透气比较好的织物;选择较大的孔径,反之则亦反;放上被测试样品,调节夹头高低,扳下加压手柄,压紧试样;慢慢旋转调压旋钮,逐渐增大吸风量,使低压定压压力计的斜管兴衰成败从低压差逐渐趋近;根据流量孔径的大小、流量压差,查表得到对应的透气量Q值;测试数据统计:

斜面悬臂法刚柔性测试

试样为条形,其尺寸为25cm×2.5cm。试验时,将样品放在平台上,用一根底面粘有橡胶层的滑尺压在试样上,尺端与样品头端平齐。然后以一定速度(0.3cm~0.5cm)缓缓将滑尺向斜面方向推出,试样在滑尺的带动下同步滑出,由于自身重量的作用试样下垂,当头端刚刚触及斜面时,从标尺读出试样的滑出长度,再计算出试样的弯曲长度C、弯曲刚度B与抗弯弹模量q指标,织物斜面的倾斜角一般为45°时,其值越大。

断裂伸长率测试

校准强力试验机的零位;高速强力试验机的名义夹持距离为200±1mm,拉伸速度为100±10mm/min;在夹钳中心位置夹持试样,并在试样下端施加预张力,确保试样纵向轴线与夹钳口线成直角,然后旋紧上下夹钳;开动机器,以100mm/min的拉伸速度拉伸试样到断裂。记录最大断裂强力及断裂伸长或记录每个试样的强力-伸长曲线,测试数据统计:

数据分析确定最佳工艺

根据下图织物透气量柱状图可以发现,相同类型的工艺参数下,非织造布的透气量不随基重的变化而变化。

当超出一定的基重范围后,柔软型与超柔型两种非织造布的透气量明显下降。在一定的范围内,熔融指数变高,相应其分子量小、分子链短,支链少,加工性好,制造出来的纤维的纤度就越小,纤维越细,孔隙率增加,因此使得其纤网的透气性能增大。

当基重超出一定的范围后,纤网的密度越大,布的孔隙就越小,过滤性能增强,而透气性能下降。随着产品的基重增大,产品的厚度也随之变大,导致产品的透气量下降。

根据纵横

向以及总平均抗弯刚度可以观察出,在相同的基重下,普通型、柔软型、超柔型三种SMS复合非织造布的刚柔性呈逐渐递减的趋势。本身粒子的分子量越大,分子链之间的摩擦力越大,分子间的作用力变大,则粒子越容易缠结,从而导致流动性差,即表现为熔融指数MI越小。在机械性能方向上,熔融指数MI越大,通过喷丝孔喷出的纤丝径度越小,纤维越细,纤维之间的缠结力小,相互间作用力变小,柔软性增强,刚度减弱。

非织造布的刚柔性与构成织物原料的性能有关,原料初始模量越小,非织造布的柔软性越好,反之则越硬。非织造布的刚柔性与结构有关,基重越大,厚度越大,表观上刚度越大。

拉伸状态下经过热处理之后,进行优化纺丝和凝结,使得长链在纤维方向上维持较高的取向度和拉伸度,从而获得优良的物理性质。

在纵向方向上,普通型非织造布抗弯长度要高于柔软型与超柔型,而且3种抗弯强度依次递减。在同种类型、不同基重的情况下,随着基重的增加,在纵向方向上的抗弯长度逐渐增大。

在横向方向上,普通型非织造布抗弯长度要高于柔软型与超柔型,而普通、柔软、超柔型三种抗弯强度呈依次递减的趋势。在柔软与超柔两种型号中,分别添加有较高熔融指数的母粒添加剂,而且爽滑母粒(超柔)的熔融指数要高于柔软母粒(柔软)。

在相同的工艺参数下,随着基重的增大,SMS复合非织造布的纵横向断裂强力也随之增大,且纵向断裂强力总是高于横向断裂强力。在相同的基重下,3种分别使用过母粒添加剂的产品,普通(消光母粒)、柔软(柔软母粒)、超柔(爽滑母粒)纵横向强力呈依次递减的趋势。由于纺粘法非织造布其纤网中纤维为连续长丝,纤维经过高速气流的牵伸,有较高的取向度和结晶度,在沿着气流拉伸的方向上纤维长纤相互纠结到一起,因此纤网在纵向时的强度要高于横向。

随着基重的增大,SMS复合非织造布的纵横向断裂伸长率也随之增大。在相同的基重下,普通型(消光母粒)、柔软型(柔软母粒)、超柔型(爽滑母粒)三种S

MS复合非织造布的断裂伸长率呈递增状态,且在纵向方向上显示的尤为明显。

产品纵、横向强力较均匀,但纵向强力明显大于横向强力。这是由于纺粘非织造布和熔喷非织造布都呈各向异性,纤网中纤维呈定向排列,熔喷非织造布中纤维的杂乱排列状况优于纺粘非织造布,其纵横向强力比MD/CD比纺粘非织造布的MD/CD小。在SMS复合材料制作过程中,纤维总是沿纵向铺网,使得这类非织造布纤维定向排列被扩大化,即纵向纤维的排列比横向更加均匀,特别是熔喷层的长纤维在纵向的排列,更加强了这种差距,从而将这种差异反映在力学性能上。

通过实验,针对所需SMS复合型非织造的工艺参数与性能,可以更有效控制产品的在线生产,根据在线对产品各项性能的测试,相应作出工艺参数的调整。


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