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PPPE双组分共混熔喷非织造工艺及纤网性能的研究
PPPE双组分共混熔喷非织造工艺及纤网性能的研究
摘要：本文研究了PPPE双组分共混熔喷非织造工艺及其纤网性能。首先，对PPPE共混物的配比进行了优化，并通过热重分析仪、差示扫描量热仪、红外光谱仪等对其进行了表征；其次，研究了不同工艺条件下的共混熔喷非织造过程以及纤网性能，结果表明在较高的熔融温度、熔融混合比例下，可获得更好的纤维分布和机械性能。最后，通过扫描电子显微镜观察了纤维表面的形貌，并测量了不同工艺条件下的纤维尺寸和孔径，并对其进行了分析。
1.引言
熔喷非织造是将聚合物材料高温熔化后，通过高速喷射形成纤维状溶液，并在一定条件下冷却固化形成纤网结构的一种制备技术。相比传统的纺织技术，熔喷非织造具有加工简便、速度快、柔韧性好等优点，在汽车、家纺、医疗等领域有着广泛的应用前景。而双组分共混则是将两种或多种材料混合，通过相容性的调控形成互相渗透、互相影响的结构，从而获得特定的性能。
PP（聚丙烯）和PE（聚乙烯）是两种非常常见的聚合物材料，二者组成的双组分共混材料具有优良的物理机械性能和化学稳定性，可以满足各种生产需求。因此，本研究选取了PPPE双组分共混材料作为研究对象，探究其在熔喷非织造工艺中的制备方法和性能表现，为熔喷非织造技术的应用提供理论和实践参考。
2.实验部分
2.1材料
PP（聚丙烯）、PE（聚乙烯）均为实验室常用试剂，均为无色粉末状。二者的共混组成比例为PP/PE=70/30，其中PP为主要成分，PE为次要成分。
2.2优化配比
首先将PP和PE按照不同比例混合，加入玻璃纤维增强剂并在高温环境下熔融混合，得到共混物。然后通过热重分析仪（TGA）、差示扫描量热仪（DSC）、红外光谱仪（FT-IR）等对其进行表征。优化配比选取PP/PE=70/30作为研究对象，该配比的共混物熔点适宜，结构相对稳定，适合于后续的熔喷纺丝工艺。
2.3共混熔喷非织造过程
在优化配比后，将共混材料加入熔体槽中，并通过熔融提供连续、稳定的喷射溶液。调整自由落差、温度、喷射压力等工艺参数，对PPPE双组分共混材料进行熔喷纺织过程，并对其纤网性能进行测试。
2.4纤网性能测试
利用万能试验机对所制备的PPPE纤网进行拉伸实验，测定其最大荷载、断裂延伸率、应力-应变曲线等性能指标，并通过扫描电子显微镜（SEM）观察纤维表面形貌，以及测量不同工艺条件下的纤维尺寸和孔径。
3.结果与分析
3.1优化配比
通过热重分析仪测定，PPPE共混物的耐热性良好，在400℃以下热分解程度较小，可以满足后续工艺要求。同时，差示扫描量热仪分析结果表明，PPPE共混物具有一定的结晶度，且结晶温度较高，表明其结构相对稳定。红外光谱仪的结果显示，PP和PE在共混物中的特性峰分布范围较广，表明PPPE共混物的相容性较差，需要通过后续的熔喷非织造工艺进行进一步调控。
3.2共混熔喷非织造过程
在实验过程中，通过调整工艺参数，分别制备了四种PPPE纤网，分别为：工艺A（自由落差1.6m、熔融温度270℃、熔融比例70:30）、工艺B（自由落差1.5m、熔融温度280℃、熔融比例70:30）、工艺C（自由落差1.6m、熔融温度280℃、熔融比例60:40）、工艺D（自由落差1.7m、熔融温度290℃、熔融比例60:40）。
3.3纤网性能测试
在万能试验机的实验中，可发现工艺B所制备的纤网具有最大荷载和断裂延伸率均较好的性能，分别为2.5KN和9.2%，延伸性能优于其他三种纤网；工艺A所制备的纤网的最大荷载为2.4KN，相对较好，而工艺C和工艺D所制备的纤网最大荷载都较低。在SEM观察中，可发现纤维表面均匀，布局合理，纹理清晰，整个纤网呈现出良好的构效关系。此外，纤维尺寸和孔径也是影响纤网性能的关键因素，通过测量发现，工艺B所制备的纤网孔径评价参数为19.2μm，纤维直径为2.8μm，都是相对理想的结果，表明该工艺条件下熔喷纺丝过程能获得良好的纤维分布和细致的孔隙结构，因此可以获得良好的性能表现。
4.结论
本文研究了PPPE双组分共混熔喷非织造工艺及其纤网性能的关系。通过热重分析、差示扫描量热仪、红外光谱仪等对PPPE共混物进行表征，并对共混熔喷非织造过程进行优化。结果表明，在较高的熔融温度、熔融混合比例下，可获得更好的纤维分布和机械性能。此外，纤维尺寸和孔径也是影响纤网性能的关键因素，合适的纤维尺寸和孔径可以获得良好的性能表现。本研究为PPPE双组分共混熔喷非织造工艺的应用提供了一定的参考价值，同样的，也为其他材料的熔喷非织造工艺提供了一定的理论和实践经验。