Relationships between the Processing Parameters of Melt Blown Nonwoven Fabric and Its Structure and Filtration Property

Based on the processing experiment and sodium flame test this paper deals with the relationship between processing parameters, structure, and filtration property of melt blown fabric. Through the image analysis of Questar micro-images in combination with the SEM observation and the measurement of some macrostructure indices, the relationship between the processing parameters and the structure especially the microstructure is emphasized Finally the effect of somestructure factors on filtration properties is discussed theoretically.

过滤吸油用PP/PE双组分熔喷非织造布的性能测试研究

以不同质量比的聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)为原料制得PP/PE双组分熔喷非织造布,测试分析了PP/PE双组分熔喷非织造布的性能。结果表明:PP/PE双组分熔喷非织造布的纤网呈现蓬松杂乱的三维结构,纤维直径较细,孔隙率较高;随着PE添加比例增大,PP/PE双组分熔喷非织造布的面密度和厚度增大,拉伸断裂强力、顶破强力略有下降,硬挺度下降,透气性增大;当PP/PE质量比为73时,PP/PE双组分熔喷非织造布的水接触角在129°左右,吸油倍数为18.75,20 s内吸油高度为1.7 mm,空气过滤效率为56.82%,综合性能较好,可应用于过滤、吸油等领域。

聚丙烯熔喷空气过滤材料表面仿生改性及性能

聚丙烯(PP)熔喷空气过滤材料的抗菌性能较差,细菌、霉菌等微生物会寄生于材料表面。文中利用仿生改性法,以单宁酸(TA)为抗菌改性剂、CuSO_(4)/H_(2)O_(2)为促进剂制备了具有优异抗菌性能的PP/TA熔喷空气过滤材料。分析讨论了TA改性溶液浓度和CuSO_(4)/H_(2)O_(2)促进剂的加入对PP/TA熔喷空气过滤材料结构与性能的影响。结果表明,CuSO_(4)/H_(2)O_(2)促进剂的加入将TA改性时间从24 h缩短至40 min,并增强了PP/TA熔喷空气过滤材料的改性牢度。当TA浓度为6 g/L时,PP/TA熔喷空气过滤材料相较于PP熔喷空气过滤材料其过滤效率和压降分别提升了2.7%和4 Pa,水接触角降低了17.5°;且TA改性对PP熔喷空气过滤材料的驻极性能并无影响,驻极后PP/TA熔喷过滤材料的过滤效率为95.56%,压降为38 Pa,且具备良好的抗菌性能。同时,CuSO_(4)/H_(2)O_(2)促进剂的加入在材料表面引入了Cu^(2+),增强了抗菌效果。

呼吸防护口罩在高湿及有机溶剂环境中的过滤性能研究

为探究呼吸防护口罩在高湿和有机溶剂中的可靠性,针对传统熔喷布口罩和PTFE覆膜口罩在高湿及有机溶剂环境中的阻力及过滤效率变化展开研究。研究结果表明:PTFE覆膜口罩和熔喷布口罩在高湿环境中过滤效率均有一定下降;在有机溶剂作用下,熔喷布口罩的过滤效率最大降幅为63.87%,而PTFE覆膜口罩变化较小,这主要是PTFE膜和熔喷布的电荷衰减导致的。此外,PTFE覆膜口罩和熔喷布口罩在常规环境中阻力无明显差异,但在高湿环境中测试3 h阻力最大值分别为2493 Pa和218 Pa,水蒸气凝结在PTFE膜表面并堵塞孔隙是主要原因,亲水纤维和口罩复合在短时间内能够减缓阻力增长。研究结果可为呼吸防护口罩的进一步完善与优化提供参考。

熔喷非织造材料制备及其应用研究进展

为了解熔喷非织造材料在制造工艺、结构设计和应用等方面的研究进展,文章介绍了聚乳酸、聚丙烯等常用高聚物原料的特性,分析了以其为原料所制备熔喷非织造材料的性能特点,总结了熔喷非织造材料在空气过滤、液体过滤、医用抗菌、智能电子纺织品等领域的应用现状,提出了未来熔喷非织造材料的发展方向,以期为熔喷非织造材料的研究提供一定参考,拓展熔喷非织造材料应用领域。

五种消毒方法对医用口罩颗粒过滤效率的影响

采用干热法、紫外照射法、75%酒精喷洒法、75%酒精浸泡法、水煮法五种方法处理医用口罩后,分别测定处理前后口罩颗粒过滤效率(PFE),并用扫描电镜观察处理前后口罩熔喷非织造布的纤维结构,以考察不同消毒方式对口罩PFE、熔喷非织造布纤维结构的影响,研究可使口罩重复利用的有效方法。试验发现,干热法、紫外照射法处理的样品,PFE没有发生显著变化。在PFE值较低的区间段(21.3%~41.3%),口罩经过75%酒精喷洒法、75%酒精浸泡法、水煮法三种方法处理后,测得PFE值增加;在PFE值较高的区间段(91.2%~95.2%),测得PFE减小。扫描电镜观察发现大部分口罩经75%酒精喷洒法、75%酒精浸泡法、水煮法三种方法处理后纤维直径减小,而干热法与紫外照射法处理后纤维结构无明显变化。因此,对于PFE较低的口罩,推荐优先选择75%酒精浸泡法、75%酒精喷洒法、水煮法的处理方法对口罩进行消毒。对于PFE较高的口罩,可任意选择上述五种处理方法进行消毒。

PP熔喷非织造布原料性能及关键工艺研究

为研究高效低阻熔喷布的关键生产工艺,选取四种不同的熔喷专用聚丙烯原料,采用毛细管流变仪对聚丙烯原料的流变性能进行分析,并进一步在熔喷生产过程中考察不同模头孔径和温度、不同热风风温和风量以及不同接收距离(DCD)对熔喷布颗粒物过滤效率的影响。结果表明,四种聚丙烯熔体的非牛顿指数均小于1,熔体表现出切力变稀现象;同一剪切速率下,四种聚丙烯熔体的黏流活化能各不相同,生产过程中需根据原料特性严格控制温度;四种聚丙烯熔体的结构黏度指数均小于0.005,结构化程度均较小,可纺性好;同时,减小模头孔径,提高模头温度及在熔喷布克重相同的条件下,增加热风风温和风量及DCD距离,有利于降低熔喷纤维的平均直径,提高过滤效率。确定了熔喷非织造布的关键生产工艺:模头孔径0.28mm,热风风温275℃,热风风量32%,DCD 180 mm,开发出25 g/m 2熔喷布,在32 L/min流量下,盐性颗粒物过滤效率98.8%,过滤阻力17.9 Pa。

气体过滤用熔喷材料过滤性能的优化探讨

为实现气体过滤用熔喷材料兼具高过滤效率与低过滤阻力的目的,从材料的纤维平均直径及空间结构两方面入手,分析它们对熔喷材料过滤性能的影响,发现赋予材料更小的纤维平均直径可以提高过滤效率,赋予材料蓬松的空间结构可降低过滤阻力。研究结果可为生产兼具高效低阻特性的气体过滤用熔喷材料提供参考。

提高熔喷布抗静电衰减性能的实践

为了改善熔喷布抗静电衰减性能,提高其过滤效率,介绍熔喷工艺流程及原理,详述热风风量、热风温度、接收距离、网底抽吸风流量、外界环境温度等工艺参数对熔喷布性能的影响;采用熔喷布MFR1500 PP颗粒为主料,以添加单一驻极母粒和添加2种驻极母粒组合设置多组试验,分析其过滤效率、压差及抗静电衰减性能。结果表明:仅通过改变单一辅料比例提高熔喷布抗静电衰减性能,效果不显著;添加1.0%JC0637+2.0%TK001的驻极母粒,熔喷布抗静电衰减性能最好。

PAN/PU/PP复合滤材的制备及性能分析

为开发高效低阻空气过滤材料,采用静电纺丝法制备聚丙烯腈(PAN)/聚氨酯(PU)/熔喷聚丙烯(PP)复合滤材,并对复合滤材的形貌特征、空气过滤性能、表面水接触角等进行了表征与测试。结果表明:当溶质PAN/PU质量分数为10%、PAN与PU配比为7∶3、纺丝电压为25 kV、接收距离为18 cm时,复合滤材的过滤效率及阻力压降综合最优,其表面水接触角为85.5°。与常规单组分熔喷PP非织造布相比,复合滤材的优势显著,过滤效率基本不随使用时间而下降,一直维持在较高水平。

静电纺纳米氧化铜抗菌复合非织造布的制备及其性能

针对聚丙烯(PP)熔喷非织造布抗菌性能不足的问题,本文以PP熔喷非织造布为静电纺丝装置的接受基布、CuO-NPs为抗菌材料,制备具有高效抗菌性能的聚丙烯/聚丙烯腈/纳米氧化铜(PP/PAN/CuO-NPs)复合非织造布。研究了CuO-NPs质量分数与静电纺丝时间对复合非织造布抗菌等性能的影响。结果表明:当纺丝时间为1 h、CuO-NPs质量分数在0.3%~0.9%时,复合非织造布对E.coli和S.aureus的抑菌率均>99.99%。纺丝时间为1 h,随着CuO-NPs质量分数增大,复合非织造布纤维直径增大、直径分布均匀性降低、疏水性能下降。CuO-NPs质量分数不变,随着纺丝时间增加,复合非织造布的过滤效率提升,透气性却下降。纺丝时间相同,复合非织造布的过滤效率随着CuO-NPs质量分数增大而增大;CuO-NPs质量分数增大时,复合非织造布的透气性在较短纺丝时间(0.5~1 h)内先下降后提升,在较长纺丝时间(1.5~2.5 h)内显著下降。此外,CuO-NPs的加入不会改变PAN纳米纤维膜的化学结构。静电纺纳米纤维膜与PP基布的复合可以制备高效过滤和抑菌的医用防疫纺织品。

聚乙烯三氟氯乙烯熔喷非织造材料的制备及其过滤性能

为制备耐高温熔喷过滤材料以应对高温工业粉尘的污染问题,研究了聚乙烯三氟氯乙烯(ECTFE)的热性能、动态热机械性能、流变性能以及形貌,并选取合适的工艺参数成功制备得到ECTFE熔喷非织造材料,对ECTFE熔喷非织造材料的结构与高温处理下的过滤性能进行表征,结果表明:ECTFE熔喷非织造材料纤维网中的纤维呈现随机交错、缠绕排列,其纤维直径分布在4~12μm,平均直径约为7.12μm,其孔径主要分布在45~55μm;当将ECTFE熔喷非织造材料从150℃预加热到210℃并用于过滤后,其对PM_(10)的过滤效率均保持在99.96%,而对PM_(2.5)和PM_(5)的过滤效率随着ECTFE熔喷非织造材料预加热温度的升高逐渐降低,但仍能够保持在55.16%以上。

聚乳酸/驻极体熔喷非织造材料的制备及其性能

为赋予聚乳酸熔喷非织造材料高效的驻极性能和过滤性能,以聚乳酸(PLA)为原料,选用有机氟驻极粉体、电气石和纳米SiO_(2)3种驻极体,分别通过熔融共混法和熔喷纺丝技术制备了PLA/驻极体复合材料和PLA/驻极体熔喷非织造材料,并对其性能进行研究。结果表明:驻极体可显著提高PLA熔喷非织造材料的电荷存储能力,添加质量分数为1%时,PLA/SiO_(2)复合材料的驻极性能最佳,在室温条件下保存6 d后表现静电量仍保持在1.77 kV左右;在32 L/min的气体流速下,PLA/SiO_(2)熔喷非织造材料的空气过滤效率达到78.5%,比纯PLA非织造材料的过滤效率高41%,而纯PLA熔喷非织造材料的过滤效率仅为37.5%;在此基础上,利用硅烷偶联剂改性使纳米SiO_(2)在PLA中均匀分散,可显著提高熔喷材料过滤效率至88.4%,显示出高效低阻的优势,可推动绿色环保聚乳酸材料在空气过滤领域的应用。

口罩用抗菌复合纤维膜的制备及性能研究

为了提高聚丙烯(PP)熔喷布的过滤效率,通过静电纺丝法制备了PAN/PP复合纤维膜,研究了工艺参数对其过滤效率、过滤气阻和抗菌性能的影响。测试结果表明:相对于PP熔喷布,复合纤维膜对盐性颗粒物和油性颗粒物的过滤效率均有明显提升。当纺丝液质量分数12%、纺丝电压10 kV、纺丝时间90 min时,复合纤维膜的过滤效率最高。当纺丝液质量分数10%,纺丝电压10 kV时,复合纤维膜的抑菌性能随着纺丝时间的增加而增强,经过90 min的静电纺丝后,复合纤维膜已具有一定的抗菌性能。认为:制备的PAN/PP复合纤维膜用作口罩等呼吸防护用过滤材料具有一定的性能优势。

可降解熔喷PLA非织造材料制备及其过滤性能研究

利用一种市售的低分子量聚乳酸(PLA-6252D)树脂和1600mm宽幅熔喷生产线,研究可降解PLA熔喷非织造材料的加工成型及工艺参数对其纤维结构和过滤性能的影响。为制备高效低阻PLA熔喷非织造布,研究并输出了贴近于工业量产的材料、工艺和技术方案。确定了最佳的工艺条件:挤出温度为170~180℃,模具温度和加工空气温度分别设置为270℃和275℃,单个模具孔聚合物通量为1.2g/min,加工气流为1500m^(3)/h。重点研究了接受距离(DCD)对材料性能的影响,DCD为10~15cm最佳,此时纤维直径在4~5μm,横纵向力学性能优异;纤维直径对过滤效率影响较大,DCD为15cm时,过滤效率达到93.8%,阻力为20.8Pa/cm^(2),达到工业过滤应用的性能要求。

驻极处理对聚乳酸熔喷材料性能的影响

采用生物可降解性聚乳酸(PLA)为原料,采用熔喷工艺开发了一种高性能过滤材料,并利用外置式电晕放电技术对材料进行驻极处理。分析了驻极过程中电晕放电电压、时间以及电极之间距离等工艺参数对材料表面电位、透气性及过滤性能的影响。采用扫描电子显微镜观察了驻极处理后PLA熔喷材料表面形貌结构的变化。结果表明:驻极后PLA熔喷材料表面粗糙度增加;材料在驻极电压增加过程中出现反极性充电现象。随着驻极电压和时间的增加,材料表面静电电位逐渐增加,然后又呈现下降的趋势。驻极处理后材料的透气性略有提高,过滤效率显著提高。

应用粗糙集和支持向量机的熔喷非织造布过滤性能预测

为预测熔喷非织造布的过滤性能,提出基于属性约简和支持向量机的预测方法。运用粗糙集理论在ROSETTA环境下对含有9个参数的熔喷非织造纤网结构参数全集进行约简,得到6个各含3个参数的约简集。分别将参数全集及各个约简集作为输入建立基于支持向量机(SVM)和BP神经网络(BP-ANN)的28个过滤性能预测模型,运用交叉验证法进行模型结构参数优化。结果表明:以含厚度、纤维直径和孔径的约简集为输入,基于SVM模型预测准确度最高;其对过滤效率和过滤阻力的预测精度均超过98%,且CV值均小于2%,表明这3个参数是影响熔喷非织造布过滤性能的核心要素;基于SVM模型的预测准确度总体优于基于BP-ANN模型的。

溶剂溶胀对聚丙烯熔喷非织造布过滤性能的影响

通过跟踪测试表面电位和过滤效率,研究了聚丙烯熔喷非织造布驻极体空气过滤材料经不同溶剂浸泡后过滤性能的变化及其与驻极体电场的相关性.结果表明:聚丙烯熔喷非织造布的高过滤效率主要源于驻极体电场产生的静电效应,而过滤阻力的大小则由其本身的结构所决定;驻极体电场的稳定性依赖于溶剂的溶胀作用.根据Flory-Huggins的溶剂溶胀理论探讨了溶剂浸泡对材料电荷存储能力和过滤效率的影响规律.

SMMS层压复合非织造布的制备与过滤性能研究

为探究层压工艺对SMMS复合非织造布过滤性能的影响,利用正交试验设计,通过改变层压工艺参数,制备9种不同的SMMS复合非织造布,并对其结构参数和性能指标进行分析表征。由实验结果可知,最佳层压复合工艺为温度135℃、压强1MPa及时间3s;压强和时间对过滤效率均有一定的影响,而压强、温度和时间均对过滤阻力有不同程度的影响;复合非织造布的断裂强度达8N/5cm以上。SMMS层压复合非织造布的平均孔径在3~6μm,孔隙率在60%~70%,过滤效率在94%以上,过滤阻力在290Pa以上,过滤阻力较高;透气率和过滤阻力均与孔隙率有较好的负相关性,相关系数分别为0.9646和0.9665;同时透气率越好,过滤阻力越小;平均孔径越小,过滤效率越高。

二氧化硅气凝胶/聚丙烯熔喷非织造材料的制备及性能研究

通过熔喷非织造技术制备了一定质量比(1/100、2/100、3/100)的二氧化硅(SiO_2)气凝胶/聚丙烯(PP)熔喷非织造材料,采用扫描电镜、X射线衍射仪、万能材料试验机、透气量仪及滤料试验系统测试分析该非织造材料的结构形貌、结晶性能、晶型结构、力学性能、透气性、过滤性能等性能,结果表明:通过SiO_2气凝胶改性的熔喷非织造材料的纤维直径增大,纤维网结构疏松;其熔喷材料结晶度提高,但晶型较改性前并未改变;其透气率增高,SiO_2气凝胶/PP熔喷非织造材料的过滤效率相比单一PP熔喷非织造材料提高了约50%,但随着SiO_2气凝胶添加量增加,其拉伸力学性能有所下降。