聚丙烯負(fù)離子熔噴非織造布的制備及性能研究

聚丙烯負(fù)離子熔噴非織造布的制備及性能研究

隨著社會工業(yè)化程度的提高，污染日益嚴(yán)重?？茖W(xué)技術(shù)的進(jìn)步和社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提高了人們的保健意識。近年來,隨著研究人員的探索,發(fā)現(xiàn)電氣石還具有產(chǎn)生負(fù)離子、輻射遠(yuǎn)紅外線、抗菌、除臭等功能日本廣泛采用后整理技術(shù)開發(fā)負(fù)離子紡織品,如KomatsuSeiren公司推出的以Verbano冠名的負(fù)離子整理織物,東麗工業(yè)公司開發(fā)的新型后整理技術(shù)aquaheal等我國也已開發(fā)了多種負(fù)離子產(chǎn)品。浙江紡織服裝職業(yè)技術(shù)學(xué)院采用純棉紗作經(jīng)紗,染色棉或漂白棉與負(fù)離子黏膠纖維混紡紗作緯紗開發(fā)了寬幅色織細(xì)特高密負(fù)離子功能性系列床上用品套件由于熔噴非織造布具有表面積和孔隙度大,柔軟性和吸附性能優(yōu)良的特點(diǎn)1試驗部分1.1原材料負(fù)離子母粒,熔融指數(shù)800;聚丙烯,熔融指數(shù)800。1.2實驗儀器與儀器HDF-6D型熔噴非織造布試驗機(jī),煙臺華大科技有限公司;YG(B)461-D-Ⅱ數(shù)字式織物透氣儀,溫州市大榮紡織儀器有限公司;AL204電子天平,梅特勒-托利多儀器有限公司;YG(B)342D型織物感應(yīng)式靜電測定儀,溫州市大榮紡織儀器有限公司;YG141L織物厚度儀,萊州市電子儀器有限公司;YG(B)026-250型電子織物強(qiáng)力儀,溫州市大榮紡織儀器有限公司;HD902C防紫外線透過測試系統(tǒng),南通宏大實驗儀器有限公司;TENSOR-27傅里葉紅外光譜儀,德國布魯克有限公司。1.3聚丙烯與熔噴法非織造布的組分將負(fù)離子母粒按照不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)(0%、5%、10%、15%、20%)分別與聚丙烯共混,采用熔噴法制得非織造布。為利于試驗順利進(jìn)行,每組試樣均添加1%聚丙烯降溫母粒。各試驗組的組分及其質(zhì)量分?jǐn)?shù)見表1。制備樣品的各部件工藝參數(shù):1.4樣品的性能1.4.1厚度將各組聚丙烯負(fù)離子熔噴非織造布樣品在織物厚度儀上按照標(biāo)準(zhǔn)GB/T3820—1997測試厚度,每個試樣測試10組,取平均值。1.4.2高度密度將各組聚丙烯負(fù)離子熔噴非織造布樣品剪裁成面積為100cm1.4.3通風(fēng)將各組聚丙烯負(fù)離子熔噴非織造布樣品在織物透氣儀上測試透氣性。采用7號噴嘴,試樣面積20cm1.4.4拉伸斷裂強(qiáng)力測試將各組聚丙烯負(fù)離子熔噴非織造布樣品按照實驗要求在電子織物強(qiáng)力儀上測試?yán)鞌嗔褟?qiáng)力和斷裂伸長率,試樣尺寸20cm×5cm,測試10組,取平均值。1.4.5抗靜電性能將各組聚丙烯負(fù)離子熔噴非織造布樣品在織物感應(yīng)式靜電測定儀上測試抗靜電性能。電動機(jī)轉(zhuǎn)動時間15s、加壓時間30s、放電針距離20mm、靜電電壓10000V、探頭距離15mm、試樣尺寸40mm×45mm,測試10組,取平均值。1.4.6紫外線透過測試將各組聚丙烯負(fù)離子熔噴非織造布樣品用防紫外線透過測試系統(tǒng)測試紫外線防護(hù)系數(shù)UPF以及近紫外波段(UVA)、中紫外波段(UVB)、遠(yuǎn)紫外波段(UVC)的透射比T1.4.7紅外光譜使用傅里葉紅外光譜儀(FTIR)進(jìn)行紅外光譜分析。分辨率4cm1.4.8負(fù)濃度使用數(shù)字式空氣負(fù)離子測定儀,分辨率為10個/cm2結(jié)果與分析各組樣品性能測試結(jié)果見表2。2.1穩(wěn)定在相對穩(wěn)定的范圍內(nèi)由表2可知,負(fù)離子母粒含量不同,非織造布樣品的厚度有細(xì)微的變化,但變化不大,基本保持在比較穩(wěn)定的范圍內(nèi)。在本試驗聚丙烯負(fù)離子熔噴非織造布制備中,鋪網(wǎng)速度等試驗參數(shù)并沒有改變,所以負(fù)離子母粒含量不同的聚丙烯負(fù)離子熔噴非織造布的厚度基本不變。2.2最小值反差不由表2可以看出,添加負(fù)離子母粒的非織造布其面密度變化并不明顯,整體比較均衡,最大值與最小值相差不大。負(fù)離子母粒含量不同的實質(zhì)是電氣石含量不同,但負(fù)離子母粒本身電氣石含量極低,相對于鋪網(wǎng)、纖網(wǎng)排列等工藝因素對非織造布面密度帶來的影響,電氣石含量對非織造布面密度的影響微乎其微。因此,添加負(fù)離子母粒對聚丙烯負(fù)離子熔噴非織造布的面密度基本無影響。2.3漸降低,差別從表2可以看出,隨著負(fù)離子母粒含量的增加,非織造布的透氣性逐漸降低,差別較大。負(fù)離子母粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%時,透氣率最小,僅為不含負(fù)離子母粒的純聚丙烯熔噴非織造布透氣率的75%。由此可見,隨著非織造布中負(fù)離子母粒含量的增加,透氣性會逐步降低。2.4負(fù)離子母粒含量對非織造布斷裂伸長率的影響由表2可以看出:聚丙烯負(fù)離子熔噴非織造布的整體強(qiáng)力值較低,且隨著負(fù)離子母粒含量的增加,非織造布的強(qiáng)力以比較小的幅度逐漸降低;隨著非織造布中負(fù)離子母粒含量的增加,非織造布的斷裂伸長率也呈下降趨勢,負(fù)離子母粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%時,伸長率最小,僅為不含負(fù)離子母粒的純聚丙烯熔噴非織造布伸長率的52%。這可能是由于負(fù)離子母粒的凝聚顆粒分散在纖網(wǎng)間隙或單根纖維局部,使部分纖維間的黏合作用減弱,因而使非織造布的整體強(qiáng)力下降。2.5抗靜電性能由表2可以得知,在加入負(fù)離子母粒后,非織造布的靜電電壓并沒有表現(xiàn)出與負(fù)離子母粒含量相對應(yīng)的變化規(guī)律,靜電電壓基本保持不變。2.6聚丙烯熔噴非織造布upf的測定從表2可知,添加負(fù)離子母粒對非織造布的抗紫外線性能影響很大。純聚丙烯熔噴非織造布的UPF最低,隨著負(fù)離子母粒含量的增大,UPF依次增加了35%、153%、204%和320%;而純聚丙烯熔噴非織造布各波段的透射比均最大,負(fù)離子母粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%時,T2.7紅外光譜圖1為純聚丙烯非織造布和聚丙烯負(fù)離子非織造布的紅外光譜譜圖。在3000~2800cm2.8聚丙烯非織造布負(fù)離子濃度的變化經(jīng)國家紅外及工業(yè)電熱產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心檢驗,純聚丙烯非織造布的負(fù)離子濃度為0,而負(fù)離子母粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的非織造布,其負(fù)離子濃度增加到1550個/cm3負(fù)離子母粒添加量本研究用負(fù)離子母粒與聚丙烯共混制成聚丙烯負(fù)離子熔噴非織造布,并對其性能進(jìn)行了分析,得出如下結(jié)論:(1)負(fù)離子母粒的含量對聚丙烯負(fù)離子熔噴非織造布的厚度和面密度影響不大或基本無影響。(2)聚丙烯負(fù)離子熔噴非織造布的透氣性隨著負(fù)離子母粒含量的增加逐步降低。負(fù)離子母粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%時,非織造布透氣性最小,僅為不含負(fù)離子母粒的純聚丙烯熔噴非織造布透氣性的75%。(3)聚丙烯負(fù)離子熔噴非織造布的斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長率隨著負(fù)離子母粒含量的增加逐步降低。(4)隨著負(fù)離子母粒