熔喷非织造技术的研究及应用进展

熔喷非织造布是非织造材料生产技术中发展较快的一种,在国内外被誉为是流程最短的聚合物一步法生产工艺。其产品具有纤维超细、柔软、过滤阻力小、过滤效率高和纤维自身粘合缠结等许多明显的优点。近年来,其在医卫防护、过滤、吸油、吸音、保暖以及电池隔膜等领域得到了广泛应用。本文简要介绍了熔喷非织造工艺原理和原料,重点综述了熔喷非织造材料在过滤领域的应用进展,并对未来熔喷非织造材料的开发进行了展望。     

熔喷法非织造布的应用与发展趋势

介绍了熔喷非织造布工艺原理、工艺流程以及熔喷非织造布的现状和熔喷非织造布的发展趋势,指出熔喷非织造布在作为过滤材料中的优势以及熔喷非织造布在过滤材料应用中的前景。     

贴肤用熔喷非织造材料柔韧化改性及应用研究进展

熔喷非织造材料是一种由超细纤维直接组成的柔性多孔介质,具有纤维比表面积大、结构蓬松和屏蔽性好等特点,在医疗防护和个人卫生等贴肤领域中具有广泛应用。然而,由于部分熔喷非织造原料的固有脆性,导致熔喷非织造材料存在柔软舒适性差的问题。因此,提升熔喷非织造材料柔韧性,已经成为贴肤用纺织品领域的研究热点。本文整理熔喷聚合物原料共聚改性和共混改性研究进展,介绍了熔喷非织造生产工艺对材料柔韧性影响规律,阐述了熔喷非织造材料在柔性贴肤领域应用形式,为熔喷非织造材料柔韧性提升与贴肤性应用提供研究思路。     

聚丙烯腈静电纺/聚丙烯熔喷复合材料的制备及过滤性能研究

以聚丙烯腈(PAN)为原料,N,N-二甲基甲酰胺为溶剂制备纺丝液并进行静电纺丝,用熔喷聚丙烯(PP)非织造材料为基材接收静电纺PAN纳米纤维膜,制备PAN静电纺/PP熔喷复合材料。研究了静电纺丝工艺参数对纤维直径及均匀度的影响,优化了静电纺丝工艺,在此基础上改变纺丝时间控制熔喷非织造材料表面复合的静电纺纳米纤维含量,通过AFC-131滤料性能测试系统测试了PAN静电纺/PP熔喷复合材料的空气过滤性能。结果表明,在熔喷非织造材料喷覆静电纺PAN纳米纤维膜后,过滤效率明显提高,颗粒越小,过滤效率提高越多,且随喷覆时间的增加,过滤效率提高,滤阻增加,但滤阻增加值小于过滤效率增加值,综合考虑在纺丝时间为10min时,可以制备高效低阻的PAN静电纺/PP熔喷复合非织造过滤材料。     

熔喷聚乳酸非织造材料工艺与过滤性能研究

通过实验和分析,证明了聚乳酸在熔喷工艺上应用的可行性,并通过优化工艺参数研制出过滤性能良好的熔喷聚乳酸非织造材料,讨论了主要工艺参数(气流速度、接收距离以及驻极)对熔喷聚乳酸非织造材料过滤性能的影响。     

熔喷法非织造布的应用及发展前景

新冠疫情的暴发使作为口罩核心材料的熔喷布供不应求,价格飞涨。介绍了熔喷法非织造布生产的国内外现状、熔喷工艺原理、工艺流程与织造技术、熔喷法非织造布在医疗卫生、保暖材料、过滤材料、吸油材料方面的应用,以及发展前景。     

熔喷非织造材料厚度对过滤性能的影响

熔喷非织造过滤材料广泛地应用于空气和液体过滤领域。根据熔喷非织造材料的过滤机理,研究了材料厚度变化对过滤效率及其他滤效参数的影响。试验数据表明:随着熔喷非织造材料厚度的增加,过滤效率显著提高,材料的平均流量孔径和泡点孔径减小,而泡点压力、平均流量压力和过滤阻力增大。     

非织造材料孔径与过滤性能关系的研究

对熔喷和针刺非织造过滤材料的孔径、透气性和过滤性能进行了测试,证明孔径的大小及分布对过滤性能有重要影响。熔喷非织造过滤材料与针刺非织造过滤材料相比较,前者有较高的过滤效率和较大的过滤阻力。     

水驻极聚丙烯熔喷非织造材料的制备及其带电特性分析

为深入探究水驻极熔喷非织造材料的带电特性,制备了水驻极聚丙烯熔喷非织造材料,研究了水质电导率与烘燥温度对材料过滤性能的影响,利用原子力显微镜、静电电位测试仪分析了水驻极熔喷非织造材料带电特性,并探究了水驻极对电晕充电熔喷非织造材料带电和过滤性能的影响。结果表明:水质的电导率越小,所得熔喷非织造材料的过滤效率越高,而烘燥温度对材料基本性能和过滤性能无明显影响。水驻极使熔喷非织造材料同时带有正电荷和负电荷,其表面静电势是各层纤网静电势叠加的结果。推测认为,呈正电、负电或者中性的雾状水射流与纤维摩擦过程发生电子转移和离子转移,从而使材料驻极带电。     

亟须充分发挥熔喷非织造布在预防"非典"方面的作用

介绍了熔喷非织造布的过滤性能及在医用防护口罩上的应用,说明了熔喷非织造布是一种比较理想的防护口罩材料,指出应充分发挥熔喷非织造布在预防“非典”方面的作用。     

喷雾冷却对驻极熔喷材料过滤性能的影响

以改性聚丙烯为原料，在熔喷设备喷丝孔和接收网帘之间配置辅助喷雾加速冷却装置，制备结构蓬松的熔喷非织造材料，测试熔喷材料表面形貌、孔隙结构、力学性能、晶体结构和过滤性能。结果表明：随着喷雾水压增大，熔喷材料表面形貌无明显变化，孔隙率增大，断裂强度下降。喷雾冷却能够降低熔喷材料的空气阻力，但是同时也会降低过滤效率。     

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。     

可降解聚乳酸熔喷非织造材料的制备与研究

为提高可降解聚乳酸(PLA)熔喷非织造材料的过滤效率和电荷存储稳定性,改善其正常使用过程中的尺寸稳定性,以PLA-6252D为基础原料,通过添加一定质量分数的可生物降解的驻极母粒和稳定剂,制备了4种可降解PLA熔喷非织造材料,测试并分析了外观及基本物理性能、过滤性能、热收缩性能。结果表明：可降解纯PLA熔喷非织造材料驻极后滤效较驻极前的提升了一倍之余,但电荷存储稳定性差,纵向热收缩率高达31.3%;添加5%(质量分数)可生物降解驻极母粒可以改善可降解PLA熔喷非织造材料的驻极性能和电荷存储稳定性,且热收缩性能较可降解纯PLA熔喷非织造材料稍有改善;掺配5%(质量分数)可生物降解稳定剂能在一定程度上改善可降解PLA熔喷非织造材料的热稳定性,但不能兼顾驻极效果;当添加的可生物降解稳定剂的质量分数达10%时,纺丝性能受到影响。     

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。     

驻极工艺对PP熔喷非织造过滤材料静电性能的影响

文章采用电晕充电对聚丙烯熔喷非织造过滤材料进行驻极处理,通过单因子试验和正交试验,研究了充电电压、充电时间、充电距离、环境湿度等因素对聚丙烯熔喷非织造过滤材料驻极后静电性能的影响。     

聚乳酸基生物可降解熔喷非织造材料的研究进展与展望

聚乳酸(PLA)基熔喷非织造材料存在柔韧性不足、驻极耐久性差、功能性单一等问题,限制了其作为高性能吸附与过滤材料的应用和发展,本文全面总结了PLA基熔喷材料在原料设计、加工成形及应用方面的研究进展。介绍了PLA基熔喷材料的加工成形方法及其改性,主要包括母粒改性(共聚/嵌段、增强增韧、功能性改性等)和后整理改性(静电驻极整理和功能整理);阐述了PLA基熔喷材料在空气过滤、医疗防护、卫生保健、组织工程、清洁擦拭、吸油、保暖领域的典型应用。最后,对PLA基熔喷材料的纤维微纳化、多组分化、复合化、耐静电驻极化、功能和智能化发展方向进行了展望,为PLA基熔喷材料的高质化和高值化发展提供理论和技术参考。     

聚乳酸基生物可降解熔喷非织造材料的研究进展与展望

聚乳酸(PLA)基熔喷非织造材料存在柔韧性不足、驻极耐久性差、功能性单一等问题,限制了其作为高性能吸附与过滤材料的应用和发展,本文全面总结了PLA基熔喷材料在原料设计、加工成形及应用方面的研究进展。介绍了PLA基熔喷材料的加工成形方法及其改性,主要包括母粒改性(共聚/嵌段、增强增韧、功能性改性等)和后整理改性(静电驻极整理和功能整理);阐述了PLA基熔喷材料在空气过滤、医疗防护、卫生保健、组织工程、清洁擦拭、吸油、保暖领域的典型应用。最后,对PLA基熔喷材料的纤维微纳化、多组分化、复合化、耐静电驻极化、功能和智能化发展方向进行了展望,为PLA基熔喷材料的高质化和高值化发展提供理论和技术参考。     

熔喷聚丙烯水驻极非织造材料的制备及性能

电晕驻极熔喷非织造过滤材料的驻极效果稳定性差,易受环境温湿度的影响。为改善熔喷材料的驻极稳定性,采用水驻极技术代替电晕驻极法,将聚丙烯与驻极母粒混合,制备熔喷聚丙烯非织造材料。并通过水驻极处理得到熔喷聚丙烯水驻极非织造材料,系统探究驻极方式（电晕驻极与水驻极）对熔喷聚丙烯材料纤维网结构与过滤性能的影响,以及2种驻极体材料电荷存储稳定性和加载过滤性能间的差异。结果表明：水驻极非织造材料的孔隙率和平均孔径均增大,水驻极非织造材料过滤效率从43%（未驻极材料）提高至99.94%,过滤阻力从22.37 Pa（未驻极材料）下降至19.62 Pa。水驻极非织造材料的耐温性与耐湿性更好,电荷存储稳定性优异;水驻极非织造材料的加载过滤性能优于电晕驻极非织造材料。     

非织造布过滤材料在汽车工业中的应用

介绍了非织造布过滤材料在汽车工业中的应用现状，分析了汽车用空气过滤器、熔喷非织造布过滤芯、发动机过滤介质和汽车油漆过滤袋的性能和加工方法，并对国内外同类产品进行了对比分析。     

熔喷非织造布用聚丙烯材料的挤出胀大行为

为确定不同因素对熔喷非织造布专用料挤出胀大行为的影响,采用毛细管流变仪,对不同温度、长径比、剪切速率、熔融指数等条件下熔喷非织造布专用聚丙烯材料的挤出胀大行为进行系统研究。结果表明熔喷非织造布专用聚丙烯材料的挤出胀大比受多种因素的共同影响。在熔喷非织造布的生产过程中,可通过选用高熔融指数的原料、提高加工温度、加大喷丝板长径比、优化喷丝孔入口角度等方式消除挤出胀大现象,减少并丝,提高非织造布质量。