热塑性聚氨酯熔喷非织造材料制备与性能

为改善传统熔喷非织造材料强度低、弹性回复性差的问题,以热塑性聚氨酯(TPU)为原料制备了一种新型弹性熔喷非织造材料。研究了TPU的热性能及流变性能,分析了制备工艺参数对TPU熔喷非织造材料形貌、力学性能、透气性能和水接触角的影响。结果表明：数均分子量为33 767 g/mol、分子量分布指数为2.19、熔点为159.4℃的TPU原料,在230℃时流变性能良好,适合进行熔喷纺丝;当纤维平均直径为10.27μm、纤维网平均孔径为145μm时,制备的TPU熔喷非织造材料的纵、横向断裂强度分别为52和49 N/(5 cm),纵、横向断裂伸长率分别为424%和459%,50%伸长回复率为97%,透气率为580 L/(m²·s),水接触角为110.3°,呈现明显的拒水特性。     

TiO2/MIL-88B(Fe)/聚丙烯复合熔喷非织造材料的制备及其性能

为使聚丙烯(PP)熔喷非织造材料功能化,扩大其在水处理方面的应用,以2,4-对苯二甲酸、六水合三氯化铁、纳米氧化钛为原料,PP熔喷非织造材料为基材,首先通过浸渍工艺预处理基底材料,再通过溶剂热法在PP熔喷非织造材料基材上负载金属有机框架材料TiO₂/MIL-88B(Fe),制备了TiO₂/MIL-88B(Fe)/PP复合熔喷非织造材料。借助红外光谱、X射线衍射及孔径分析对TiO₂/MIL-88B(Fe)/PP复合熔喷非织造材料的结构与性能进行了表征。结果表明TiO₂/MIL-88B(Fe)成功负载在PP熔喷非织造材料表面。在可见光照射条件下,TiO₂/MIL-88B(Fe)/PP复合熔喷非织造材料对甲基蓝、酸性橙7及酸性红73这3种染料的降解率均达到80%以上,其中对甲基蓝的降解率可达86%,对较难降解的罗丹明B的降解率也达到了59%。在重复使用5次后,复合熔喷非织造材料对甲基蓝降解率均在70%以上,性能较稳定。     

CuO/聚丙烯/乙烯-辛烯共聚物复合熔喷非织造材料的制备及其吸油性能

为高效经济地处理油品泄漏引起的污染问题,利用聚丙烯(PP)与乙烯-辛烯共聚物(POE)共混后制备复合熔喷非织造材料,然后在其表面负载纳米氧化铜(CuO)进行疏水改性.对改性前后非织造材料的形貌、结构、水接触角、吸油和力学性能等进行测试.结果 表明:负载纳米CuO后,CuO/PP/POE复合熔喷非织造材料的结晶度下降,熔...     

PP/PET混合型熔喷保暖材料的研制

研制了一种PP/PET混合型熔喷保暖材料,采用电子扫描显微镜分析了该熔喷材料的纤网形态结构,并对其透气性、保暖性以及力学性能等进行了测试.结果表明:加入PET纤维之后,材料的纤网空隙增大,其透气性能得到提高;当PET纤维的质量分数为50%时,材料的保温率高达62.47%,强度为6.5 N/5 cm,是一种优良的保暖材料...     

黄麻/热熔纤维针刺非织造材料的自然降解性能研究

分析了黄麻/热熔纤维针刺非织造材料在不同自然降解环境中的降解性能差异,通过测试其暴露于户外和土壤掩埋(潮土)两种环境中不同时间段后的质量损失率、拉伸强力和纤维之间的缠结状况,研究了其随降解时间变化的降解特性.结果表明:黄麻/热熔纤维针刺非织造材料随降解时间的增加在不同的时间段表现出不同的降解速率,质量损失率增大,外貌形...     

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PM₁₀的过滤效率均保持在99.96%,而对PM_2.5和PM₅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。     

远红外聚丙烯熔喷超细纤维非织造布的研究

研制了一种含有纳米陶瓷粉的聚丙烯熔喷超细纤维非织造布,采用电子扫描显微镜分析了该熔喷非织造布的纤网形态结构,并对其透气性、透湿性以及远红外功能等进行了测试。结果表明:加入纳米陶瓷粉之后,熔喷非织造布纤网结构变得稀疏,其透气、透湿性能都有所提高;当纳米陶瓷粉含量为8%时,聚丙烯熔喷非织造布的远红外发射率达82%,是一种优良的保暖絮片。     

非织造布/弹性薄膜复合材料拉伸性能的模拟及应用探讨

结合玻尔兹曼叠加原理和标准线性固体模型很好地模拟了由PE/PP纺粘非织造布和TPU弹性薄膜复合而成的弹性材料在较低变形区的拉伸性能,通过参数的拟合分析反映出复合材料的部分性能并藉此指导制造工艺。     

基于超临界二氧化碳的高效低阻聚丙烯熔喷纤维制备及其性能

为降低聚丙烯(PP)熔喷纤维的直径,解决其在空气过滤过程中过滤效率和过滤阻力之间的矛盾,借助静电场和超临界二氧化碳协同静电场制备PP熔喷纤维,并对PP纤维的形貌、过滤性能、力学性能进行表征与分析。结果表明：在制备过程中添加静电场后,PP纤维的平均直径从3.22μm降低至2.44μm,在此基础上经超临界二氧化碳处理后PP纤维的平均直径进一步降低至1.73μm,最小纤维直径达780 nm;随着纤维直径的降低,PP纤维直径分布变窄,纤维间黏结点减少,孔隙率和比表面积增加,微纳米纤维的过滤效率和过滤阻力均得到明显改善,其对0.3μm的颗粒物过滤效率高达99.25%,32 L/min气流量下过滤阻力仅为23 Pa。     

聚丙烯/聚酯双组分微纳米纤维熔喷非织造材料制备及其性能

针对聚丙烯(PP)超细纤维材料韧性不足的问题,以聚酯(PET)和PP为原料,采用共混熔喷法制备了PP/PET双组分微纳米纤维熔喷非织造材料,研究了PP/PET双组分聚合物熔体的流动指数和热性能,并对制备样品的形貌特征和柔韧性进行分析。结果表明:样品形貌为典型的熔喷非织造材料结构特征,细纤维与粗纤维在水平方向上交错排列形成叠合形态;且随PET质量分数从8% 增大到15%,纤维的平均直径从5.52 μm逐渐降低到3.61 μm;在双组分纤维内,PET与PP之间有清晰相界面,且PET以直径为10~100 nm的微纤形式存在;样品的韧性得分随着PET质量分数的提高从29.91增到35.20。     

Comparison between tensile and damage analysis of hybrid jute/polypropylene needlepunched nonwoven geotextiles produced from untreated and alkali treated jute fibers

The tensile properties of virgin and mechanically damaged samples are investigated for hybrid needlepunched nonwoven geotextiles consisting of untreated Jute/Polypropylene (PP) and alkali treated Jute/PP fibers in defined weight proportions. The damages in nonwovens were induced by two types of mechanical damages (circular hole and horizontal cut) in the center of hybrid nonwovens tested in the cross-machine direction. It was found that the horizontal cut was more detrimental than circular hole in nonwoven geotextiles consisting of jute (both untreated and alkali treated) and polypropylene fibers, specifically when the nonwovens were tested in the cross-machine (preferential) direction. Furthermore, Jute/PP hybrid nonwoven geotextiles were found to be notch-sensitive in nature. The ratio of damaged area of untreated and alkali treated Jute/PP nonwovens at the maximum level of tensile strain to that of the area of corresponding Jute/PP nonwoven determined in the beginning was found to be higher in untreated Jute/PP nonwovens. Similarly, Poisson’s ratio of untreated Jute/PP nonwovens was also found to be higher in comparison to alkali treated Jute/PP nonwoven geotextiles. The initial region of non-linearity of stress–strain curves matched well with that of volumetric deformation for both damaged nonwoven geotextiles. Accordingly, the initial region of stress–strain curves of damaged needlepunched nonwoven can be modeled as a linear region with constant volume deformation.     

无机粉体改性聚丙烯纺粘非织造布的力学性能

 将无机粉体碳酸钙功能母料和聚丙烯(PP)切片按一定比例混合后,在1600mm窄幅式纺粘非织造实验机上制得PP纺粘非织造布。研究了无机粉体碳酸钙的含量和纤维直径、纤维结构以及改性PP纺粘非织造布物理机械性能之间的关系。研究表明：当无机粉体碳酸钙含量较小,PP纺粘非织造布的面密度较大时,断裂强力有增加的趋势,当面密度较小时,断裂强力随碳酸钙含量的增大呈下降的趋势。在小变形下,碳酸钙的加入使改性PP纺粘非织造布的初始模量有了小幅度的提高,纤维直径有增大的趋势,同时布面柔软性也会随无机粉体碳酸钙含量的增加而逐渐减小。     

车用PET/PP分散复合熔喷吸音材料的研究

本文采用分散复合融喷技术分别制得了PET/PP分散复合熔喷材料和羽毛/PP分散复合熔喷非织造材,研究了材料厚度、面密度、熔喷纤维平均直径对其吸引系数的影响,结果表明：吸声系数随着厚度的增加而增加;面密度对吸声系数影响较小,随着面密度的增加,样品的吸声系数也有所增加,但增幅较小;熔喷纤维平均直径在1.7~2.4μm内变化时对吸音系数无显著影响。另外,本文还进一步选用3M公司吸音产品和传统废纺毡吸引材料,对比分析了4种材料的吸音性能,结果表明：PET/PP分散复合熔喷吸音材料的吸音性能接近3M公司产品,而且其吸音性能优于传统车用废纺毡吸音材料及羽毛/PP分散复合熔喷非织造材料。     

远红外熔喷保暖絮片的光蓄热性能

研制了一种含有纳米电气石的聚丙烯熔喷非织造布,并对不同产地和不同含量电气石的熔喷非织造布进行了分析,探讨了这种材料的光蓄热性能。实验证明,电气石含量的不同对聚丙烯熔喷非织造布的光蓄热性能有很大影响,当电气石含量在0~8%范围内时,随着电气石含量的增加,熔喷非织造布的远红外发射率随之增加,但是其光蓄热性能却不成正比关系。     

基于BP神经网络的非织造材料基复合吸声体吸声系数预测

以涤纶针刺非织造材料和聚丙烯熔喷非织造材料为研究对象,通过实验获得其物理结构参数,并将复合前后非织造材料厚度、面密度、孔隙率和孔径作为BP神经网络的输入项,用于预测吸声体的平均吸声系数,同时通过调节输入神经元个数、传递函数和隐含层个数构建了最佳的BP神经网络预测模型。对非织造材料基复合吸声体的吸声性能进行预测,并与测试结果进行了对比。结果表明,运用BP神经网络可以建立较理想的适用于复合吸声体平均吸声系数预测的模型。     

碳纤维/聚丙烯/聚乳酸增强复合材料的力学性能

为在不改变碳纤维/聚丙烯(PP)复合材料力学性能前提下,降低复合材料中PP含量以减轻环境降解压力,通过在碳纤维/PP复合材料树脂体系中掺杂可降解的聚乳酸(PLA)形成共混树脂体系,并经热压成型制备碳纤维增强共混树脂复合材料。探究了PLA、PP共混体系质量比对复合材料冲击、弯曲和拉伸性能的影响。结果表明:随着树脂体系中PLA质量分数的增加,复合材料的冲击强度和弯曲强度都呈先降低后升高、再降低的趋势,拉伸强度呈现先升高后降低的趋势;当PLA质量分数为60%时,复合材料的冲击强度和弯曲强度最高,分别为21.8 k J/m²和112.5 MPa,拉伸强度为37.2 MPa,复合材料的综合物理力学性能最优,与未添加PLA的复合材料的力学性能相近。     

聚氨酯基碳纳米管-液态金属导电纤维的制备及其性能

为改善碳纳米管(CNT)作为导电填料弹性性能不足的问题,以CNT和液态金属(LM)为导电填料,热塑性聚氨酯(TPU)为基体,选用N,N-二甲基甲酰胺(DMF)作为溶剂,去离子水为凝固浴,通过湿法纺丝制备了CNT/LM/TPU导电纤维,并研究了LM和CNT 2种导电填料对纤维结构和性能的影响。结果表明:当导电填料LM质量分数为40%,CNT质量分数为10%时,CNT/LM/TPU纤维的力学性能大幅度提升,断裂强度为10.16 MPa,断裂伸长率为252%;CNT/LM/TPU纤维具有良好的导电性能,其电导率为5.41 S/m,可以用作导线点亮电路,在100%和200%的拉伸应变下电路仍有电流通过,且经20次循环拉伸后仍具有稳定的电阻回复性;此外,该纤维还具有良好的抗菌性能,对金黄色葡萄球菌的抑菌率达到92.61%。     

公路护坡生态毯的研制

以废棉纤维、聚丙烯(PP)纤维和麻纤维为原料,采用非织造技术加工成不同结构性能的针刺非织造材料,用作公路护坡生态毯。以纤维配比、层叠结构和针刺密度为因素,以非织造生态毯纵/横向断裂强力、纵/横向断裂伸长率、透水水流量和表面摩擦因数为考核指标,通过正交试验设计方案优选加工工艺,得出最佳工艺组合是A2B3C1。试验结果表明:最佳配比为m(棉)∶m(麻)∶m(PP)=2∶3∶5;最佳结构为棉、PP和黄麻纤维分别单独成网,按黄麻在第一层,PP纤维在中间,棉为基层叠加的三层结构;最佳针刺密度为325刺/cm2。在上述条件下制得的生态毯性能最好,能够满足生态护坡的要求。     

聚丙烯负离子熔喷非织造布的制备与性能研究

将不同比例的负离子母粒与聚丙烯切片共混,制备了聚丙烯负离子熔喷非织造布,并研究了负离子母粒含量对非织造布性能的影响。结果表明:随着负离子母粒含量的增加,熔喷非织造布的厚度、面密度和抗静电性能变化不大,透气性和力学性能下降,抗紫外性能提高。     

纺粘-熔喷复合材料的加工与应用

纺粘-熔喷复合材料可以采用在线复合和离线复合两种加工方法制得,产品既具有纺粘非织造布的高度和耐磨性,又兼有熔喷非织造布的良好的过滤性能、保温性能和导湿性能,其应用范围广泛.纺粘-熔喷复合材料将向更轻薄、更宽幅,提高生产速度、降低纤维纤度和使用新型聚合物原料的方向发展.