熔喷无纺布性能
熔喷非织造布技术

熔喷非织造布技术令狐采学一、熔喷非织造布技术简介1、熔喷法熔喷法是将高聚物熔体通过高速高温气流喷吹,使熔体细流受到极度拉伸而形成超细纤维,然后凝聚到多孔滚筒或成网帘上形成纤网,再经自身粘合或热粘合作用得以加固而制成非织造布的一种生产技术。
熔喷工艺流程示意图2.熔喷非织造布工艺特点熔喷工艺流程短,设备简单(不需要固结纤网的设备),生产效率高;能耗大,成本较高,对其应用领域的扩大有一定的消极影响;纤维极细(纤维直径达微米级甚至纳米级),比表面积大,纤网孔隙率高,纤网均匀度好,柔软蓬松,尤其适用于过滤、吸液和保暖材料等;纤维和纤网强度低,取向度低,耐磨性差。
二、熔喷非织造布生产设备以Reifenhause公司的MB2400全自动熔喷生产线为例:整套熔喷设备由主机、加热系统、润滑系统、液压系统、冷却系统、电气控制系统等。
主机主要由喂入系统、螺杆挤出机、过滤装置、计量泵、熔喷模头组合件、接收装置和卷取机构。
生产聚酯及聚酰胺等熔喷非织造材料时,还需要进行切片干燥、预结晶。
1.喂料系统喂料系统采用德国AZOGMOHCO公司的P-320-38G 型三级料箱计量混料系统。
喂料系统由3个料桶组成:1个主料桶、2辅料桶,主料桶加入聚合物切片,两个辅料桶分别加入色母粒和功能母粒,且通过PLC/SBBL自动控制主料、色母粒及抗静电剂的比例和喂入量。
三级料箱计量混料系统料桶示意图实行定时定量喂料,满足挤出量的要求通过PLC/SBBL 控制系统自动控制切片、色母粒和功能母粒的比例;每一料桶有一料位水平指示仪,显示计量桶中料的高度,由程序监控。
混合作用定量加入的粒料在混合计量桶内进一步混合,桶内有一个螺旋搅拌器,通过搅拌使各种粒料混合均匀,再通过喂入管喂入螺杆挤压机。
2.螺杆挤压机在螺杆挤出机的进料端,聚合物切片要与稳定剂、增白剂等添加剂及色母粒等必须的原料,经过充分搅拌混合后进入螺杆挤出机,加热成熔体。
采用RH801单螺杆挤压机。
熔喷法无纺布生产工艺介绍

纤网强力除取决于纤维本身的强力外还取决于纤维之间的热粘合程度。热粘合程度受接收距离(DCD)的影响尤为显著。
*
理论上讲,凡是热塑性(高温熔融,低温固化)聚合物切片原料均可用于熔喷工艺。聚丙烯是熔喷工艺应用最多的一种切片原料,除此之外,熔喷工艺常用的聚合物切片原料有聚酯、聚酰胺、聚乙烯、聚四氟乙烯、聚苯乙烯、PBT、EMA、EVA等。
熔喷
聚合物的种类决定了其熔点及流变性能。对于每一种聚合物原料,均有对应的熔喷工艺,如在加热温度、螺杆长径比、螺杆形式、原料干燥工艺等方面都有一定的差异。 烯烃类和酯类聚合物原料熔喷工艺的差异
提高筛滤沉积效果就要减小滤材孔径,即减小纤维细度、提高材料的密度。
*
熔喷非织造材料具有纤维细、孔隙多而孔隙尺寸小的优点。 应用: 气体过滤:医用口罩、室内空调机过滤材料。 液体过滤:饮料过滤、水过滤。 为提高过滤效果,可减小纤维细度、增加滤材的密度,但会造成过滤阻力的明显增加。 因此让熔喷非织造材料带静电,可通过静电效应提高其过滤效果,即进行驻极处理。
3、接收距离(DCD-Distance of Collector to Die)
热空气
热空气
聚合物熔体
冷却气流
冷却气流
接收装置
热空气
热空气
聚合物熔体
冷却气流
冷却气流
接收装置
DCD↓,热空气冷却和扩散不充分,粘合效果得到改善,产品蓬松度下降(纤维多呈团聚状)。产品强力提高。 DCD↑,熔喷非织造布强力(拉伸、顶破撕破强力)及弯曲刚度均下降;透气率增长。
轻薄型熔喷非织造布性能测试与分析

强, 并且 具有 良好 的 透 气 和 透 湿 性 , 但 是 力 学 性 能 差, 容 易被拉 伸 断裂 , 不耐磨 , 不 适 合 直 接 用 于服 装 等 领域 , 需要 和其 它无 纺布 粘合 , 加工 出复 合非 织造 布, 如S MS等 , 才 能充分 体现 其特 有 的优 良性能 。
表 7 熔 喷 非 织 造布 的 刚 柔度 测 试 数 据
与它 的成 网结构 和原 理有关 。从 C V %值 上分析 , 熔 喷非 织造 布 的 C V % 都 比较 大 , 也说 明 了熔 喷非 织造 布 面密度 和厚 度 的不 匀率 对试 样 的撕破 强力也 有一
定 的影 响。 2 . 6 织物 的 耐磨性
非织 造布 的耐 磨性 就 愈 好 。 随着 面 密 度 的增 加 , 非
织造 布 的耐磨 性也 呈 增 大 的趋 势 , 这 是 由于 非 织 造 布 的结构 随面 密 度 和厚 度 的增 加 而 更 加 紧密 和 厚
实, 纤维 问相 互缠 结 , 抱合力增强, 使 得非 织 造 布 磨
破需 要更 大 的力 。
织导报 , 2 0 0 5 ( 3 ) : 1 0 2—1 0 7 .
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根据99及95熔喷无纺布产品质量检验标准要求

根据99及95熔喷无纺布产品质量检验标
准要求
本文档旨在介绍99及95熔喷无纺布产品质量检验标准要求,使相关人员能够更好的了解和执行产品检验工作。
一、检验标准的适用范围
本检验标准适用于熔喷无纺布产品的质量检验,包括95和99型号。
二、检验项及要求
1. 外观检验
熔喷无纺布产品表面不同程度存在小颗粒,属正常现象,若颗粒较多、过大,或有结常显暴露、断丝、起毛等现象,均属不合格品。
2. 密度检验
熔喷无纺布产品水压试验:产品放入饱满水中,至少在 2h 内
无水渗漏现象,产品合格。
3. 物理性能
熔喷无纺布产品物理性能包括拉伸强度、伸长率和抗撕裂强度。
产品强度等级应符合国家标准。
4. 其他检验
熔喷无纺布产品还需进行耐热性、耐腐蚀性、生物相容性等测试。
三、检验规则
1. 检验样品应符合取样规则,从产品数量不少于首件检验数的4% 的产品中任取 2 个以上产品作为试样,并从不同生产批次中分
别取样。
2. 按照检验要求逐项检测,凡不符合规定要求的均属于不合格品。
3. 对于不合格产品,应采取合理措施加以处理,已出库产品实行依法责任的处理方法。
以上就是99及95熔喷无纺布产品质量检验标准要求,相关人员应按照规定要求,认真执行检验工作,确保产品质量符合国家标准。
SMS复合无纺布两种复合方法的性能比较

SMS复合无纺布两种复合方法的性能比较SMS(熔喷无纺布)是一种由聚丙烯纤维熔喷成网状结构的无纺布,具有优异的物理性能和化学稳定性。
为了增加SMS无纺布的功能和性能,常常需要对其进行复合处理。
常见的SMS复合方法有热熔复合和化学复合两种。
热熔复合是将SMS无纺布与另一种熔融的材料通过热熔技术粘结在一起。
这种方法通常需要高温和压力,可以通过热熔机、热熔胶等设备进行。
热熔复合具有以下特点:1.结合强度高:热熔复合可以在高温下将两种材料熔融在一起,形成牢固的连接,具有很高的结合强度,不易发生开裂和脱层。
2.工艺简单:热熔复合的工艺相对简单,只需将两种材料加热到熔点,然后进行压合即可。
不需要额外的化学试剂和复杂的处理步骤。
3.应用广泛:热熔复合可以在不同的领域得到应用,如医疗、卫生、建筑等。
可以用于制作医用口罩、手术衣、卫生巾等产品。
但是,热熔复合也存在一些限制:1.温度敏感性:热熔复合需要加热到较高的温度,这对于一些温度敏感的材料可能会造成损伤或变形。
2.可塑性差:由于高温熔融,热熔复合通常不适用于无纺布与柔性材料(如聚乙烯)的复合,因为后者在高温下容易变形。
化学复合是将SMS无纺布与另一种涂层材料通过化学方法粘结在一起。
这种方法通常需要使用粘结剂或涂层工艺。
化学复合具有以下特点:1.适用性广泛:化学复合适用于不同类型的材料,包括纺织品、薄膜、纸张等。
它可以将SMS无纺布与各种材料进行复合。
2.高强度粘结:化学复合通过粘结剂或涂层剂的作用,可以在SMS无纺布和另一种材料之间形成一个牢固的粘结层,具有较高的结合强度。
3.可调控性强:化学复合可以通过调整粘结剂或涂层剂的种类和用量,来调节复合材料的性能和性质。
例如,可以控制复合材料的透气性、润湿性等。
然而,化学复合也存在一些局限性:1.耐久性不高:一些粘结剂或涂层剂可能在长时间的使用或高温条件下发生老化或分解,导致复合层的失效。
2.回收难度大:由于化学复合常常需要使用粘结剂或涂层剂,这些化学物质可能会给后续的回收和再利用造成困难。
熔喷布详细工艺数据及驻极处理【范本模板】

目前熔喷无纺布在过滤材料领域的应用非常广泛。
自从20世纪70年代以来,各种荷电技术以及通过混合不同纤维的带电技术等各具特色的带静电过滤器得到了开发和利用。
其直接的结果是导致了现在的静电驻极工艺。
目前的驻极方法主要有静电纺丝法、电晕充电法、摩擦起电法、热极化法、低能电子束轰击打法、纯水喷射法等,由于材料的静电驻极工艺不同,所形成的驻极体的性质亦大不相同,过滤性能提升和静电持久性有差异。
熔喷无纺布本身的过滤性能其实只有70%以下的,纯粹靠熔喷超细纤维的纤维细、空隙小、孔隙率高的纤维三维集合体的机械阻挡作用是不够的。
不然,一味增加材料克重厚度反而会大大增加过滤阻力。
所以熔喷过滤材料普遍都是会通过静电驻极的工艺对熔喷布进行添加静电电荷效应,利用静电的方法提升过滤效率,可以达到99.9%到99.99%。
也就是达到KN95标准或以上。
驻极体空气过滤材料利用纤维本身驻极性,对粉尘静电吸附,捕获细菌和病毒。
聚丙烯熔喷纤维驻极的带电不同于普通材料摩擦带的电荷。
用摩擦起电的方式吸引纸碎去判断熔喷是否带电和口罩是否有过滤性能是不科学的。
摩擦起电是暂时带电,是表面电荷被暂时聚集的现象。
摩擦带电是表面极化的正负电荷,而驻极体纤维的电荷是在驻极工艺时通过外加高压电荷额外加上去的内部电荷。
这些电荷随着驻极母粒纳米形式分散在熔喷超细纤维多孔内部结构里.熔喷材料本身拒水加上超细纤维的阻隔,这些电荷被牢牢的锁在内部,只有微细颗粒进入熔喷层内部时,静电作用和超细纤维结构就开始发挥作用。
所谓静电是因为聚丙烯熔喷材料本身是绝缘的,也是一种驻极材料,所以电荷不会随意中和,随意散失。
通过额外高压放电的电荷在纤维内部保存,时间较久,带电量充足,而且是多种电荷共同存在,不是摩擦起电的一种电荷,用宏观吸附不能直接反应微观电荷性能。
以超细纤维三维聚集高孔隙率和纤维开放式静电驻极体性能提供高效低阻的过滤品质。
驻极抗菌熔喷布的作用机理是驻极体产生的强静电场和微电子流刺激细菌,使其蛋白质和核酸变异损伤,破坏细菌的表面结构,导致细菌死亡,电气石本身释放负离子阻断了一些细菌微生物的代谢过程,这包括呼吸系统,酶的活性,来自细胞壁的物质传递,从而抑制细菌细胞起到抗菌作用。
熔喷法无纺布生产工艺介绍

熔喷法无纺布生产工艺介绍无纺布在我们的日常生活中扮演着越来越重要的角色,从医疗防护用品到日常清洁用品,都能看到它的身影。
而熔喷法无纺布作为其中的一种重要类型,具有独特的生产工艺和优异的性能。
接下来,让我们一起深入了解熔喷法无纺布的生产工艺。
熔喷法无纺布的生产过程主要包括原料准备、熔融挤出、熔喷、冷却成型、接收和卷绕等步骤。
首先是原料准备。
用于熔喷法生产无纺布的原料通常是聚丙烯(PP),这是因为聚丙烯具有良好的可纺性和热稳定性。
在投入生产前,聚丙烯原料需要经过严格的筛选和干燥处理,以去除其中的杂质和水分。
杂质的存在可能会影响产品的质量,而水分则可能导致在熔融过程中出现气泡,影响纤维的均匀性。
原料准备好后,就进入熔融挤出环节。
将干燥后的聚丙烯颗粒加入到螺杆挤出机中,通过加热和螺杆的旋转推送,使其逐渐熔融并形成均匀的熔体。
挤出机内部的温度通常控制在 200 300 摄氏度之间,以确保聚丙烯完全熔融。
在这个过程中,需要精确控制温度和压力,以保证熔体的质量和流量稳定。
接下来是关键的熔喷步骤。
熔体从挤出机的模头喷出,在高速热空气流的作用下被拉伸细化成纤维。
热空气流的速度通常可以达到每秒数百米,这使得熔体能够迅速被拉伸并细化。
同时,热空气还能使纤维在飞行过程中迅速固化,形成细小的纤维。
在熔喷过程中,模头的设计和工艺参数的控制至关重要。
模头通常具有多个喷丝孔,喷丝孔的直径和分布会直接影响纤维的细度和均匀性。
此外,热空气的温度、速度和压力等参数也需要根据原料的特性和产品的要求进行精确调整。
经过拉伸细化和固化后的纤维,在冷却空气中迅速冷却成型。
冷却空气的作用是使纤维的温度降低,保持其形态和性能的稳定。
然后,纤维被喷射到接收装置上,形成无纺布。
接收装置可以是网带或者滚筒,其运动速度和接收方式会影响无纺布的厚度和均匀性。
最后是卷绕环节。
成型的无纺布通过卷绕装置被收卷成卷,以便后续的加工和使用。
在整个生产过程中,质量控制是非常重要的。
根据99及95熔喷无纺布产品质量检验标准规定

根据99及95熔喷无纺布产品质量检验标准规定1. 原料要求:- 熔喷无纺布产品的原材料应符合国家相关标准和要求。
- 原料的质量应稳定,不得混入有害或有异味的物质。
- 原料应具有良好的耐热性和耐腐蚀性。
2. 外观质量:- 熔喷无纺布产品的外观应整洁、平整,无破损、松散纤维或显著污渍。
- 表面不得有明显的凸起、凹陷或变形。
3. 物理性能:- 熔喷无纺布产品的物理性能应符合相关标准要求,如抗拉强度、断裂伸长率、冲击强度等。
- 产品应具有较好的强度和耐久性,能够满足预期的使用要求。
4. 化学性能:- 熔喷无纺布产品的化学成分应符合相关标准和安全要求。
- 不得含有有害化学物质,如重金属、有机溶剂等。
5. 尺寸和偏差:- 熔喷无纺布产品的尺寸应符合设计要求。
- 允许的尺寸偏差应在标准规定的范围内。
请注意,本文档仅是对99及95熔喷无纺布产品质量检验标准规定的简要概述,具体的内容还请参阅该标准的正式文件以获取详细信息。
根据99及95熔喷无纺布产品质量检验标准规定,本文档旨在提供对该标准规定的简要概述。
以下是对该标准规定的重点内容:1. 原料要求:- 熔喷无纺布产品的原材料应符合国家相关标准和要求。
- 原料的质量应稳定,不得混入有害或有异味的物质。
- 原料应具有良好的耐热性和耐腐蚀性。
2. 外观质量:- 熔喷无纺布产品的外观应整洁、平整,无破损、松散纤维或显著污渍。
- 表面不得有明显的凸起、凹陷或变形。
3. 物理性能:- 熔喷无纺布产品的物理性能应符合相关标准要求,如抗拉强度、断裂伸长率、冲击强度等。
- 产品应具有较好的强度和耐久性,能够满足预期的使用要求。
4. 化学性能:- 熔喷无纺布产品的化学成分应符合相关标准和安全要求。
- 不得含有有害化学物质,如重金属、有机溶剂等。
5. 尺寸和偏差:- 熔喷无纺布产品的尺寸应符合设计要求。
- 允许的尺寸偏差应在标准规定的范围内。
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采用新型添加剂得到的纺熔产品具有独特性能,极大增加了无纺布纤维原料选择的多样性(图片由汽巴精化公司提供)汽巴精细化工公司精心研制成功的新型添加剂Ciba?IRGATEC CR 76(注:由于公司内部编号为EB 43-76,故图片数据以该编号标注)不含任何过氧化物,是新一代的自由基生成剂,它完全避免了目前工艺中使用过氧化物的缺点,即使在传统加工温度的条件下,聚合物也能够产生有效的降解,并最终将聚合物相对分子量分布控制在比较窄的范围内。
与现有技术生产的产品相比,采用新型添加剂加工的熔喷产品及其纺熔复合产品(例如SMS)在静水压高度和机械性能上有很大改善。
对产品进行的测试表明,采用新型添加剂得到的纺熔产品具有独特性能,极大增加了无纺布纤维原料选择的多样性,特别是纺粘和纺熔复合非织造布废料都可以经过转换变成熔喷级原料使用,本文中所有实验均在德国莱芬豪舍熔喷和SMS生产线上完成。
图1: 两种不同PP熔喷产品的静水压高度测试结果对比图2: 两种不同PP熔喷产品的透气性能测试结果对比图3: 两种不同PP熔喷产品的拉伸强力和断裂伸长率测试结果对比高品质无纺布产品主要取决于加工设备和采用原料的一致连续性,两项技术的良好结合是获得优质产品的保证,本文以下部分对新型添加剂的应用及与商业级熔喷产品对比情况进行了详细介绍。
、图4: 两种不同PP熔喷产品的长效热稳定性测试结果如何改善熔喷产品质量最早期的熔喷工艺是由Van Vente先生在1946年发明的,产品主要应用领域有:过滤,对纤网均匀度要求较高;隔离,对纤网的连续一致性要求较高,网面不能有破洞或没有牵伸好的团块出现;保暖,对纤网的蓬松性要求高。
网面有破洞或出现没有牵伸的团块将降低纤网的整体质量,熔喷产品中通常所说的“shot”就是指没有经过牵伸的小块薄膜,在出现“shot”的区域水渗透速度要比其它区域快的多,这种疵点可以通过测量静水压高度进行检查。
因此,如何进一步提高纺熔产品的静水压高度是产品设计开发的一个追求目标,一方面可通过对生产过程控制的改进,如对设备参数以及生产步骤的优化,避免纤网中纤维出现团块;另一方面从改变切片质量入手,为此,汽巴精细化工公司对无纺布使用的PP树脂以及PP终端产品方面做了很多研究工作,并取得了初步成效。
图5: 两种不同SMS产品的静水压高度测试结果图6: 两个商业级规格熔喷布MB3和MB4的MWD测试结果(高温GPC)图7: 纺粘级PP树脂(MFI 25)与添加1.5% CR76熔喷非织造布MWD测试结果(高温GPC)新型树脂改进剂——Ciba?IRGATEC CR 76一般PP熔喷非织造布采用的原料是高熔融指数(MFI >400g/10min.)和相对分子量分布较窄的树脂,可以生产出纤网匀度好、纤维细和轻质的产品,这是获得具有良好阻隔性能产品,如静水压或透气性的最基本要求。
目前市场上的熔喷级PP切片是通过添加烷基化的过氧化物,在挤出加工时,在超过PP熔点的温度下,过氧化物经热分解而产生可导致减粘裂化作用的自由基,把高相对分子质量的PP降解变成低相对分子质量的树脂,从而生产出设定目标的产品。
此类过氧化物对工作环境污染严重,对工人的身体造成伤害;技术上来讲,过氧化物的断链效果不易控制,波动严重,降解后的树脂分子量变化不均匀,最终导致无纺布产品质量的不均匀性。
同时,由于过氧化物本身的不稳定性,导致经过氧化物改性后的聚丙烯原料仓储期有限制,一般在半年左右,随着时间的延长,原料的熔融指数会发生一定程度的变化。
汽巴精化研制的一种新型添加剂Ciba?IRGATEC CR 76,是新一代的自由基生成剂,完全克服了目前过氧化物工艺的缺点,环保、高效,对熔融指数的可控性,通过优化工艺,可以用最佳的添加量较准确地提高纺粘聚丙烯原料的熔融指数,以生产出更佳品质的熔喷无纺布。
实验数据表明,无纺布的静水压和机械强度、纤维柔软度都得到了很大的改善。
1. 良好的阻隔性能添加IRGATEC CR76之后,用纺粘级PP 就可以生产熔喷 图8: 两种不同PP 熔喷产品的电镜照片对比 (面密度25g/m2, 阻隔性能分别见前页的图1和图2)非织造布,其产品在阻隔性能上有很明显的改进。
图1和图2是商业级熔喷PP树脂为原料和标准纺粘级(MFI 25)树脂添加三种不同比例EB 43-76生产的熔喷非织造布的比较。
从图中可以看出,用2.1%的添加剂能够把静水压从450mm 增加到超过800mm;用较低的添加量如0.9% 生产非织造布的静水压与目前工艺产品相似,而透气性则显示出反向效果,在实验中值得注意的是,当EB 43-76用量为0.9%时,与正常生产的熔喷非织造布相比,采用添加剂的熔喷产品在透气性和静水压两项指标上都有增加。
2. 增强的机械性能用MFI为25的PP树脂添加IRGATEC CR76生产出来的熔喷非织造布,其杰出的阻隔性能表明纤网不但具有增强的机械性能,且纤维分布更加均匀。
图3是不同熔喷产品的拉伸性能测试结果,与采用MFI 1800的PP树脂生产出来的熔喷非织造布相比,添加0.9% 的CR76可以把25g/m2的熔喷产品强度提高一倍,断裂伸长率提高了400%;添加了1.5%的CR76可将断裂伸长率提高一倍,拉伸强度提高到400%,显然,将CR76用于一般PP树脂来改善非织造布机械性能的灵活性是成品设计中提高品质的关键。
3. 改善的热稳定性能熔喷非织造布的长效热稳定性是非常重要的,尤其是在工程应用上(如过滤材料)。
如图4所示,对添加CR76树脂生产的熔喷非织造布和商业级熔喷产品,在温度为90℃烘箱中测试老化性能,结果表明改进后的熔喷布耐老化稳定性明显改善,该试验结果也显示出与拉伸强度及断裂伸长率测试结果相一致的趋势。
SMS复合非织造布的优异特性在大图9: 两种不同纺粘非织造布的机械性能对比部分的SMS复合非织造布中,熔喷层比纺粘层薄。
由于熔喷层由超细纤维组成,因此在纺粘层能提供足够应用强度的基础上,改善中间熔喷层的静水压就足以改变复合非织造布的阻隔性能。
图5用17g/m2的卫材(7/3/7g/m2)来探讨阻隔性能,熔喷层是以纺粘树脂添加1.5% 的CR76生产,虽然熔喷层的面密度只有3g/m2,当使用CR76为树脂改性剂时,SMS的阻隔能力可增加20%以上。
图10: 两种不同纺粘非织造布的机械性能与轧辊温度之间的关系熔喷树脂的分子特性——凝胶色谱分析法(GPC)在纤维加工中,重均相对分子质量(Mw)和分子量分布MWD (Mw/Mn) 是对PP树脂加工影响最大的分子特性,而树脂的质量是生产高品质非织造布决定性因素。
MWD宽的树脂,同时存在相对分子质量较高和较低的链段,在加工时可以形成凝胶并容易在布面上产生硬块或破洞等瑕疵,为了改善加工性能,要求树脂原料有稳定的熔融粘度(MFI)和窄的MWD,添加剂CR76的最大优点在于其可控反应能力,生成具有窄分子量分布的PP树脂,比熔喷级PP树脂均匀度高的多,在理论上与茂聚丙烯(m-PP)的MWD相等。
图6是两个商业级规格熔喷布MB3和MB4的GPC分子量分布,比较有特色的是出现了双峰的MWD以及大量分子质量较高和较低的链段,甚至还有低聚物出现,这种低聚物片断的形成是纺丝过程中纤维出现断裂、布面出现团块疵点、产品机械和阻隔性能下降的主要原因。
图7是纺粘级PP树脂(MFI 25)与添加CR76熔喷布的GPC比较,图中表明加入CR76后,在降解树脂时并没有形成大量的低分子链段,这种单峰窄的MWD的形成证明CR76具有高可控性的减粘裂化能力,同时不会有任何其他副反应发生。
电镜分析微观性能从上述分析结果得知,添加图11: 三种不同非织造布的静水压测试结果CR76后,熔喷非织造布在宏观性能上有显著改善,包括阻隔性能、机械强度和热稳定性,为了探寻在微观性能上产生的变化,我们专门拍摄了电镜图(SEM),图8是商业级(MFI 1800)和纺粘级树脂(MFI 25) 添加1.5% CR76生产的熔喷非织造布电镜图(静水压数据见图1)。
从图中可看到,商业级熔喷非织造布中有僵硬纤维出现(在高分辨率下可看到纤维断裂,图中画圈的地方),还有一些薄膜状区域,而纺粘级树脂在加入CR76后纤维变得更加细小和柔软,薄膜状区域也很少出现。
与现有熔喷技术相比,添加CR76后,纤维的长度增加了,表明改进后的纺粘级PP熔喷非织造布具有更好的微观性能。
性能得到改进的纺粘非织造布纺粘级PP树脂MFI在25~35范围内,是广泛用于生产纺粘非织造布的标准材料,由于较高的商业级MFI很难得到,因而CR76的研制成功为改善纺粘非织造布性能提供了良好机遇(如柔软的手感)。
图9是两种纺粘非织造布的机械性能差异对比,一种是商业级的纺粘非织造布(聚合物1),另一种是MFI改进型纺粘非织造布(添加0.5% CR76,MFI为60,轧辊温度为145℃)。
从图中可以看出,MFI改进型纺粘非织造布在拉伸强力和断裂伸长率都高于对比产品,主要原因是在给定温度下,产品在轧点处产生了更好的粘结。
图10是在不同轧辊温度下两种纺粘非织造布的机械性能,对比的第一种产品是商业级的纺粘非织造布(聚合物2),第二种是MF I 改进型纺粘非织造布(0.5% CR76,MFI=45),在各种轧辊温度下,后者都比前者表现出了更好的拉伸强度和断裂伸长率,此外,产生粘合温度范围的拓宽为改善纺粘产品的加工性能提供了更大的优势。
回收料的再利用性和环保优势从前面的大量实验可以得到结论:采用CR76改进纺粘级PP生产的熔喷非织造布在宏观和微观性能上都有很大改善。
更进一步的研究包括使用回收级的PP原料,因为在大部分情况下,纺丝时产生的PP纤维废料是不能或只有少量可用于二次纤维加工的。
图11是以三种不同PP级树脂为原料的熔喷非织造布静水压测试结果,三种材料分别是两种添加CR76的纺粘非织造布(新料和回收料),第三种是商业级熔喷树脂制造的非织造布,图中数据显示,前二者具有极好的阻隔性能,表明可选用低MFI 的回收料生产高端的熔喷树脂,对于回料的价值再创性和环境保护是非常有益的。
使用安全性我们为了进一步探讨IRGATEC CR76在卫材领域使用的安全性,就PP熔喷非织造布对皮肤过敏性及毒性进行了测试,结果表明含2.25% CR76的非织造布经过B焗ler试验后证实,该添加剂没有任何导致皮肤过敏/发炎的可能,含2.1% CR76的熔喷非织造布经过MEM Elution L929毒性测试后也证实了不会产生毒性(结果为0,属最好结果)此外,IRGATEC CR76产品外观呈粒状,在欧盟指令(1999/45/EC)未将其归于有毒一类,不需要特殊的防护和储存。
结论IRGATEC CR76是一种用于生产PP非织造布的独特改性剂,能够有效改善熔喷、纺粘非织造布及SMS复合非织造布的性能,可为生产商带来的主要优点如下:增强熔喷及SMS复合非织造布的阻隔性能;改进熔喷非织造布的机械性能;有更宽的粘合温度范围,可改善纺粘非织造布的机械性能;由于原料选择的多样性,可极大降低生产成本;产品形态便于使用,安全性好(无过氧化物、无毒性、对皮肤无刺激)。