医用聚丙烯PP纺粘非织造布综合性能测试与分析

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摘要：摘 要：结合生产实践，对几种纺粘非织造布的面密度、厚度、细度、克重、断裂强力、断裂伸长、顶破性能、撕裂性能、耐磨性、接触角、力学性能、硬挺度、热收缩性、冷水收缩性、透气性、透湿性、拒水性等进行了测试，并从外观和非织造布纤维形态结构等角度，分

　　摘 要：结合生产实践，对几种纺粘非织造布的面密度、厚度、细度、克重、断裂强力、断裂伸长、顶破性能、撕裂性能、耐磨性、接触角、力学性能、硬挺度、热收缩性、冷水收缩性、透气性、透湿性、拒水性等进行了测试，并从外观和非织造布纤维形态结构等角度，分析了纺粘非织造布的性能和特点，同时分析比较了不同克重和厚度的试样。通过实验得出了不同克重的非织造布具有不同的力学性能和较为稳定的结构，发现非织造布的克重、厚度和结构特征等对以上性能影响较大，并有一定的相关关系，得出纺粘非织造布材料具有独特的性能，适合开发各类功能性产品，在医用等方面有着广泛的应用前景。

　　关键词：聚丙烯PP;纺粘非织造布;性能测试与分析

　　推荐阅读：《纺织服装科技》是由河南省纺织工程学会 河南省纺织行业协会 中原工学院主办的期刊。

　　1 引言

　　纺粘法非织造布工艺是非织造布工业一项较新的技术，它是利用化学纤维熔融纺丝成形原理，在聚合物纺丝过程中使连续长丝纤维铺置成网，形成的纤网经过机械、化学或自身粘合等方法加固形成非织造布。常用的原料包括聚烯烃类(聚丙烯、聚乙烯等)、聚酯类、聚酰胺类等。而使用聚丙烯为原料的纺粘非织造布占第一位。目前，纺粘非织造布是全球非织造布行业发展最快的品种之一，我国已成为年产量最多的国家之一。由于其生产流程短、产品强力高、产品适应面广、透气性好等优良性能，因此市场对纺粘法非织造布的需求非常大。随着技术的快速提高，应用领域也越来越广，目前已应用在建筑结构材料、医疗卫生材料等方面[1-4]。

　　本研究通过对聚丙烯纺粘非织造材料的纺粘非织造布性能测试和纤维结构观察，发现试样面密度和厚度和细度的不同，它们对非织造材料透气量、透湿量、厚度、接触角、力学性能、硬挺度等相关性能有一定的相关关系，对比了几种纺粘非织造布的性能之间的关系和规律，以便为企业提供产品质量而提供一定的参考依据。

　　2 试验条件

　　2.1 试验材料 选用5种聚丙烯纺粘非织造布。

　　2.2 试验方法[5-12] 采用数字式三维电子显微镜对测试材料中纤维分布及纤维细度进行观察及测量，使用厚度测试仪测织物的厚度，用数字式织物透气量仪测透气性，采用织物强力仪测强力，使用织物透气量仪测透气性能等，其它物理性能测试均采用有关国家标准的测试方法。

　　2.3 试验条件 温度20℃，相对湿度65%。

　　2.4 试验仪器 VHX-600型数字式三维电子显微镜、Fast-1型厚度测试仪、电子天平、ZHX-600D型电子显微镜、YG(B)141D型厚度测试仪、FA2004型电子天平、YG065H电子织物强力仪、YG065-250多功能织物强力仪、YG026-250型多功能织物强力仪、YG501N-Ⅱ型纺织品透湿量仪、透湿杯、YG(B)461D(N)型数字式织物透气量仪、平板式保温仪、GZX-9140MBE型电热鼓风干燥箱等。

　　3 性能测试与分析[5-12]

　　3.1 纺粘法非织造布的工艺 (切片)烘干、喂入 → 熔融挤压→ 熔体过滤器 → 计量泵 → 喷丝孔喷出细流、纺丝→气流牵伸 → 分丝铺网 → 热轧成布(或针刺、水刺成布)。具体工艺流程如图1。

　　3.2 聚丙烯纺粘非织造布的原料特性 聚丙烯PP的结晶速度随温度不同而变化，当温度过高时，形成晶核困难，结晶缓慢;当温度过低时，不能形成结晶。随着相对分子质量的提高，MI值会逐渐减小。MI值的大小一般在30～40g/min。聚丙烯分子中并不含亲水性基团，而且水解速度缓慢，所以对切片水分含量要求不高，不影响可纺性，常用的在0.05%以內。

　　3.3 聚丙烯纺粘非织造布的用途 主要用在以下几个方面：一次性医用卫生材料;农业用品;工业用布;家具行业用布;日常生活用品，如旅行包、茶几布等;建筑结构材料，如沥青屋顶和橡胶屋顶材料。

　　3.4 实验材料种类 本课题实验过程选用的原料为聚丙烯纺粘非织造布，共5种，试样编号如表1。

　　3.5 实验步骤

　　图2～图11分别为5种聚丙烯纺粘非织造布，在实验中每一个试样都取了5个样本，分别在200、500、1000、2000倍的显微镜情况下观察纺粘非织造布的纤维形态排列;最后发现只有在500倍放大情况下可以观察到纤维形态结构图片分布清晰，其它不同放大情况下观察到的纤维形态结构分布不清晰。在每个样本上随机取10个位置进行观察，发现最后的照片几乎一样。

　　3.6 材料的形态结构

　　在500倍放大情况下观察纤维的形态结构分布。试样微观形态及轧点形状说明：图2～图6为试样微观形态;图7～图11为轧点形状及分布。

　　3.7 实验结果及分析

　　图2～图11是在500倍放大情况下观察纤维形态的排列情况。通过测试和分析，得出以下结论：

　　1)从观察的图片可以看出，5种样品中的纤维均为透明的连续长丝，因为其中4块试样都为不同颜色，所以观察到的透明连续长丝均会反射出布面的颜色，而另一块纯白纺粘布观察到的是没有颜色的透亮连续长丝，而且每个试样纤维直径相差不大。这完全符合PP纺粘布中纤维的特点，与它的生产工艺有关，非织造布工艺是与化纤生产结合，牵伸之前工艺相同，所以得到的纤维为粗细均匀的连续长丝。

　　2)从所选取的照片中可以观察到，图片中存在着矩形和椭圆形的块状，且排列均匀整齐，并有一定的规律性。因此，根据照片可以推断出PP纺粘非织造布试样的加固方法为热轧粘合，与现在最广泛PP纺粘非织造布生产工艺情况和常用的加固方法是一样的

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