聚丙烯非织造布亲水整理工艺研究
可光催化降解的聚丙烯纺粘非织造布的研究
（ 五邑大学 纺织服装系 ， 广东 江 门 ５ ９ ２ ） ２ ０ ０
摘
要：以钛酸丁酯为前驱体采用溶胶一 凝胶法制备 了ＴＯ 溶胶 ， ｉ： 并采用浸轧 的方法对聚丙烯 纺粘非织造 布进行 了
整理． 试样整理前后强力的 变化表 明 ：ｉ： ＴＯ 溶胶 整理后 的聚丙烯 纺粘非织造布 光氧化 降解速度加 快，并且
４％以上 的强 力 ． ０ 可见 普 通 聚丙 烯 的光 老 化 降解 也 不
是处理聚丙烯废弃物的有效措施 ． 因此 ， 大量用作环
保 购 物袋 以及 一 次 性 卫 生 和 医疗 等 用 即弃 产 品的 聚 丙 烯 纺粘 非 织 造 材 料 的 废 弃 物 给 环 境保 护 带 来 了 巨 大 的压 力 ． 为此 ，聚丙 烯 纺粘 非织 造 材料 废 弃物 的 可
原 料 用 于纺 粘 非 织 造 材料 的生 产 具 有 很 大 的 技 术 经
样， 仍属线性 的饱和碳氢化合物 ， 其废弃后若焚烧
将产生有害气体 ， 若掩埋难 以发生微生物降解． 研究ｌ ３ ＿ 发现 ， 聚丙烯织物掩埋在地下 ４０ 后 ， ５ ｄ 未观察到强度 下降 的现象 ；自然条件 下经 １ 个 月 的曝 晒仍 具有 ２
ｐ ｌ ｒｐ ｌ ｅ ｎ ｎ ｏｅｓｗｔ ｅｔａ ｉ ｓｌ ｈ ｔ ｅｒ ｅｆｓ ｒ ａ ｄｔｅ１ ： ｖｌｍ ａｏｏ ｉ０ ４ ９４ ｏ ｐｏ ｙ ｎ ｓ ｏｗ ｖｎ ｉ ｔ ｉｎａ ｏ ｐ ｏ ｄ ｇ ｄ ａｔ ， ｎ ０ １ ｏ ｅｒｔ ｆ （ ＣＨ ） ｙ ｅ ｈｈ ｔ ｏ ａ ｅ ｈ ｕ ｉ Ｔ
当钛酸丁酯与水 的体积比为 １ １ ， ０： 时 所得 ＴＯ 溶胶 对聚丙烯纺粘非织造布的光氧化 降解效果最好． ｉ： 关键词 ： 光催化 降解； 聚丙烯 ； 纺粘非织造布； 二氧化钛溶胶 ； 后整理 中图分类号 ： Ｓ ７ ． Ｔ １４３ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ： ６ １０ ４ （ ０ ０ ｏ — ０ ６ ０ １７ － ２ Ｘ ２ １ ） １０ ３ — ３
高分子材料改性课程论文聚丙烯的亲水性改善研究
高分子材料改性课程论文专业：材料科学与工程学生姓名：学号：导师：聚丙烯的亲水性改善研究摘要：聚丙烯(PP)作为通用塑料，以产量大、应用面广以及物美价廉而著称，但聚丙烯具有非极性和结晶性，其与极性聚合物、无机填料及增强材料等相容性差，其染色性、粘接性、抗静电性、亲水性也较差，这些缺点制约了聚丙烯的进一步推广应用。
本文利用聚丙烯固相接枝丙烯酸(AA)、聚丙烯与乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)共混和聚丙烯中空纤维膜的表面活性剂浸渍处理，三个途径分别对聚丙烯进行亲水改性研究。
关键词：聚丙烯；亲水性；接触角；共混改性；因为PP不含任何极性基团而难以和金属"玻璃粘结，难以和其他许多高聚物"无机填料相容; 也难于进行印刷染色等!这些缺点限制了聚丙烯在某些领域中的应用!表面接枝法可以将强极性的亲水基团引入薄膜的表面，并且由于接枝链与基体薄膜以化学键相联! 改性后的表面具有极性和亲水性，从根本上改变现有的塑料薄膜印刷技术!PP接枝改性产物还可经压膜" 磺化"碱洗等工艺制得亲水性较好的离子交换膜，与亲水性差的膜相比具有容量大"高洗脱率"高再生率的特征!聚丙烯(PP) 材料作为第三大通用塑料，具有机械性能、耐腐蚀性及电绝缘性优良，无毒性、易加工及价格低廉等优点，受到广大学者及工业领域的极大青睐。
其薄膜、纤维、非织造布、片材及各种制品在日常生活中被大量应用。
其中，聚丙烯微孔膜主要用于锂离子电池隔离膜[1]、废水处理、气体分离等领域。
但是由于聚丙烯表面没有极性基团，其表面能很小，临界表面张力只有( 31 ～34) ×10–5 N/ cm，所以它的表面润湿性和亲水性很差，这不仅导致聚丙烯微孔膜的水通量小，而且导致其表面和溶质:之间存在憎水性相互作用，进一步导致膜污染现象。
膜污染将导致在水处理过程中膜清洗的次数和维护费用增加，甚至会产生不可逆的破坏，降低膜的使用寿命，从而限制了其在工业中的应用。
丙纶非织造布亲水改性工艺研究
丙纶非织造布亲水改性工艺研究何一帆 赵耀明 (华南理工大学材料学院,广州,510640)摘 要:论述了用表面活性剂对纺粘法丙纶非织造布进行亲水化改性的机理和表面活性剂的选用要求。
通过正交试验法优选出用三组分表面活性剂复配体系对丙纶非织造布整理的最优工艺条件,讨论了处理温度、处理时间和处理浓度对非织造布亲水性影响的规律。
经整理后的纺粘法丙纶非织造布的透水时间为1.2s,获得了优异的亲水性改性效果。
关键词:表面活性剂,亲水性,整理,丙纶非织造布,透水时间中图分类号:T S195 5 文献标识码:A 文章编号:1004-7093(2002)12-0031-04丙纶非织造布具有良好的透气性、极低的回潮率(仅为0.03%),抗张强力、抗弯曲强度、耐磨损等性能好,价格较低廉。
但由于聚丙烯大分子结构中没有亲水性基团,且结晶度高,同时纤维截面呈圆形,结构致密,缺少微孔和缝隙,所以丙纶亲水性极差。
为了使丙纶非织造布在用即弃卫生材料领域得到更广泛的应用,必须对其进行有效的亲水改性。
使丙纶非织造布具有亲水性主要是在纺丝和整理两个过程中进行[1]。
纺丝改性大多是纤维的整理改性,如通过大分子结构亲水化法、与亲水化单体接枝共聚法、与亲水化物质共混法和纤维结构微孔化法等[2~3]。
而整理改性则大多是纤维表面层的改性,这种改性方法具有生产工艺短、操作简便、成本较低的优点。
尽管表面亲水化整理的纤维亲水性的耐久性差,但由于用即弃卫生材料对耐久性要求不高,而且该方法经济效益高,所以值得采用。
表面亲水化整理工艺一般分为浸渍法和浸轧法两类。
浸轧法常用于布匹加工,浸渍法则常用于纱线加工。
本研究从生产实际的需要出发,着重探讨丙纶非织造布采用浸轧法进行亲水化整理改性的工艺及其规律。
收稿日期:2002-07-11作者简介:何一帆,女,1978年生,在读硕士研究生。
主要从事丙纶非织造布功能改性的研究和开发工作。
1 表面活性剂对丙纶的亲水化改性机理1.1 润湿机理由于丙纶不吸水,其表面不能被水所润湿。
聚丙烯非织造布亲水改性的研究
大分子结构亲水化的方 法是通过聚合 或共聚的途 径 ， 聚丙烯纤 维大分 子 的基 本结 构 中引进大 量亲水 在 性 的极性基团， 以提高纤维 的吸湿性 和 吸水 性 的方法 。 姚瑜等利用丙烯 酸接 枝聚 丙烯 将聚丙烯 的水接触 角 由 ９。 ０减小到 ８ 。 １ 亲水 ｝ ， 生能得到 明显改善 。魏 玉坤等研究
面 的一 些其 他 处理等 。
２ ２ １ 水 处理 剂的吸 附 固着成膜 法 ．．
这 是 一种 将亲 水整 理剂 均匀 而 牢 固地 附着 在纤 维 表 面从而形 成 亲 水 性 的处 理 方 法 ， 近 年 来对 聚 是 丙烯纤 维 非 织 造 布 进行 亲 水 性 整 理 的 主 要 加 工 方 法 。在这 种 方法 中， 一般 是 选 择 既 含 有 亲 水基 团又 含有交 联反 应官 能 团 的整 理 剂 进 行 整理 ， 中 的亲 其 水链 段提供 亲 水性 能， 交 联 反应 官 能 团则 在 纤 维 而 表面 形成 薄膜 ， 而提 高整 理剂 的耐 久性 能 。 从
了以 １ １二 叔 丁基 过氧 化一， ， 一 甲基 环 己烷 （ ，一 ３ ３ ５三 Ｉ
的性 能 ； 吸收性 用 即弃 材料 例如 婴 儿尿 布 、 女 卫 生 妇
巾、 人 失禁垫 等则 对材 料 亲水性 要 求更 高 ； 家庭 成 在
卫 生 领域 ， 儿揩布 、 具餐 具器 清 洁无 一不 对 材料 婴 家
枝单体 的亲 水改性方法。但是此 类方法容 易导致 丙烯 与极性 化合物 共聚 时效 率 降低， 共聚 强烈 削弱 了聚丙 烯 的结晶能力 ， 并使其熔 点 降低 ， 对纤维 的物理机 械性 能有 不 良影 响， 所以亲水性单体 要加入 适量 ， 此方 法对 纤维 的吸湿量 的提高也是十分有限的。
pp无纺布生产工艺
pp无纺布生产工艺PP无纺布是由聚丙烯纤维经过一系列的生产工艺制成的一种非织造布。
它具有良好的透气性、防水性、柔软性、耐用性等特点，因此在日常生活和工业领域中得到了广泛的应用。
PP无纺布的生产工艺主要包括纺丝、网成、热轧、染色和涂层等环节。
首先，纺丝是PP无纺布生产的第一步。
在这一步骤中，聚丙烯颗粒通过熔融、挤出等工艺变成连续的纤维。
该过程中需要加入一些添加剂，如防静电剂、抗菌剂等，以提升无纺布的性能。
接下来是网成。
在这一过程中，通过将纤维固定在一个热轧网上，形成一个网状的结构。
热轧网的选择对于无纺布的性能有着重要的影响。
通常采用金属热轧网或尼龙网，以确保网眼规则和相对稳定。
然后是热轧。
在这个步骤中，将网状的纤维通过热轧机加热、压缩，使纤维间的接触，形成一个紧密而坚固的结构。
热轧温度的控制和热轧时间的选择对于无纺布的性能和外观有着重要的影响。
紧接着是染色。
染色是为了给无纺布增加颜色，提升其美观性和使用价值。
染色过程中需要根据产品要求选择适当的染料，并通过浸泡、压榨、蒸汽等方式将染料植入纤维中。
染色后，还需要经过漂洗和干燥等工序。
最后是涂层。
涂层是为了增加无纺布的功能性。
通过在表面涂覆一层特定的材料，可以赋予无纺布防水、防火、防紫外线等特殊性能。
涂层过程中需要选择适当的涂层材料，并通过涂布、干燥等工艺将其固定在纤维表面。
在整个生产过程中，需要严格控制各个环节的工艺参数和质量要求。
比如纺丝过程中的温度、速度；网成和热轧过程中的温度、时间；染色过程中的染料选用和浸泡时间；涂层过程中的涂布厚度等。
通过精确的控制，可以确保无纺布的质量稳定性。
总之，PP无纺布的生产工艺包括纺丝、网成、热轧、染色和涂层等环节。
通过这些工艺的组合和控制，可以生产出不同用途和性能的无纺布产品，满足人们日常生活和工业应用的需求。
聚丙烯的亲水化改性研究
（ １ ．Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｏ ｆ Ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ ａ ｎ ｄ Ａ ｒ ｃ ｈ ｉ ｔ ｅ ｃ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ ，Ｇ ｕ ｉ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｎ ｏ ｒ ｍａ ｌ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ，Ｇ ｕ ｉ ｙ ａ ｎ ｇ ５ ５ ０ ０ ２ ５，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ； ２ ．Ｇ ｕ ｉ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｍ ａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｓ Ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｙ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｒ ｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ，Ｇ ｕ ｉ ｙ ａ ｎ ｇ ５ ５ ０ ０ １ ４ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
ｃ ｏ ｐ ｏ ｌ ｙ ｍ ｅ ｒ（ Ｅ Ａ Ａ）ａ ｎ ｄ ｉ ｔ ｓ ｓ ｏ ｄ ｉ ｕ ｍ ｓ ａ ｌ ｔ ａ ｎ ｄ ＨＬ ５ ６ ０，ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｉ ｄ ｅ ｓ ｏ ｆ ＨＬ ５ ６ ０ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｐ ｏ ｌ ｙ ｐ ｒ ｏ ｐ ｙ ｌ ｅ ｎ ｅ ｍ ａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｗ ａ ｓ
触角测试 表征了聚丙烯材料改性前后 的亲水性能 。结果 表明 ，Ｈ Ｌ ５ ６ ０是一种 有效提 高聚丙 烯材料 亲水性 能 的改 性剂 ，
性 的长久性。
关 键 词 ：聚 丙 烯 ；亲水 改 性 ；乙 烯 一 丙 烯 酸 共 聚物 ；聚醚 多元 醇
ｄ ｏ ｉ ：１ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ５ — ５ ７ ７ ０ ． ２ ０ １ ７ ． ０ ４ ． ０ ０ ７
一
丙烯 酸共聚物 （ Ｅ Ａ Ａ ） 及其钠 盐与 Ｈ Ｌ ５ ６ ０的酯化反应增强 了亲水改性剂 Ｈ Ｉ ５ ６ ０在 聚丙烯 材料中的驻留性 。通过水接 聚丙烯材 料的水接触角 由纯 Ｐ Ｐ的 １ ０ ３ 。 减小到 了 ２ ６ ． ８ 。 ，通过 Ｅ Ａ Ａ钠盐与 ＨＬ ５ ６ ０的协 同作用保证 了聚丙烯 材料亲水改
水刺非织造布生产工艺
水刺非织造布生产工艺
水刺非织造布是一种常见的非织造布生产工艺，在这个工艺中，主要通过高压水流将纤维材料打散、混合并相互交纡，然后通过机械助力将纤维网结合成布，最后再经过加热和冷却等步骤进行固定。
水刺非织造布生产工艺主要包括以下几个步骤：
1. 原料准备：选择合适的纤维原料，如聚丙烯、聚酯、尼龙等，在梳理机上进行梳理和混合，使纤维混合均匀。
2. 混合：将混合好的纤维送入开松机中，通过高速旋转的刀片将纤维打散、剪切，使纤维松散并形成纤维网。
3. 水刺：将纤维网送入水刺机中，机器内设置有多组高压喷头，通过高压水流将纤维网打散、混合，并以一定的速度和角度碰撞纤维，使纤维网趋于密实。
4. 加热：将经过水刺的布料送入烘干机中，通过加热将布料中的纤维熔融，使纤维之间相互粘结，增加布料的强度和稳定性。
5. 冷却：将经过加热的布料送入冷却装置中，通过冷却将布料冷却固化，使纤维之间的粘结更加牢固。
6. 整理：将冷却固化的布料送入整理机中，进行整理和剪裁，使布料的尺寸和外观符合要求。
7. 检测：对整理好的布料进行质量检测，例如检测布料的强度、厚度、重量等。
水刺非织造布生产工艺具有生产效率高、产品质量稳定、可调整性强等优点，因此在许多行业中得到广泛应用。
例如，水刺非织造布可以用于纺织品、医疗用品、过滤材料、土工材料等领域，满足不同领域对布料的需求。
总的来说，水刺非织造布生产工艺通过高压水流将纤维材料打散、混合并相互交纡，然后通过机械助力将纤维网结合成布，最后再经过加热和冷却等步骤进行固定。
它是一种高效、高质量的非织造布生产工艺，被广泛应用于各个领域。
局部亲水整理聚丙烯纺粘非织造布探讨
关键 词 ：非 织造 布 ； 亲水整理 ； 穿透时 间 ； 柔软度 中图分类号 ： Ｓ ７ ． 文献标 识码 ： Ｔ １６ ４ Ａ 文章编 号 ：０ ５２ ５ （ ０ ０ ０ －０ ２０ １０ —０ ４ ２ １ ） ６０ １ －３
１ 前 言
聚丙烯 纺粘法 非织造 布 是聚丙 烯切 片 由螺杆挤
丙 烯表 面 ， 亲水基 团伸 向空 气 ， 成定 向排列 的吸附 形 层 。亲水 吸附层具 有 高 能表 面 特 征 ， 而有效 地 改 从
变 了原 聚丙烯 表 面 的润 湿 性 能 。本 文针 对 卫生 巾、 纸 尿裤产 品需 有效 防 止侧 渗 的使 用 特点 ， 用 纺粘 利
将助剂 加 入去离 子水 中 ， 温 下搅 拌 ３ｍｉ， 室 ０ ｎ 分
研 究非 织 造 布 局部 亲水 整 理 的可 行性 ， 体包 具 括： 整理 剂在 非织 造 布 中 的稳 定 性 、 耐迁 移 性 、 亲水 整理后 非织造 布 的尺寸稳 定性 及手感 ， 采用 全 因子 、 单 因子 试验方 法 ， 目的是 得 到最 优 亲 水性 和手 感 的 工艺参 数范 围 。
摘要 ： 对卫 生 巾、 尿裤 产 品需有效 防止 侧渗 的使 用特 点 ， 用亲水整 理助 剂对 聚 丙烯 纺 粘非 织 针 纸 采
造布 进行局部 亲水整理 ， 用全 因子、 因子试验 法研 究亲 水 整理 的 影 响 因素 ， 究局 部 亲 水整 理 采 单 研
的 可行性 ， 出亲水助 剂控 制在 １ ～ ． ％ 时非 织造布 的亲水 性和 柔软度 最优 。 得 ％ １５
产业用非织造材料的功能化后整理
- 纤维直径 (尺寸和形状 )影 响吸收能力与孔径 ;
非织造技术
产业用非织造材料的功能化后整理
S. Husmann Schill & Seilacher公司 (德国 )
摘 要 :阐述了产业用非织造材料获得一些特殊性能的方法及对这些性能的测试方法 和评价 。这些功能作用概述了当前的后整理作用和方法 ,并且对普遍存在问 题提出一些的解决方法 。
关键词 :功能化后整理 ,抗静电性能 ,阻隔功能 ,亲水作用 ,剥离性能 ,防滑和防粘
针对产 业 用 非 织 造 材 料 进 行 了一些新的开发 ,包括抗表面活性 剂 、防滑和剥离性的整理技术 。
1 抗静电后整理
消除静 电 是 对 非 织 造 材 料 的 基本要求 ,例如 :在 D IN EN 114921 标准中要求防护服具有抗静电性 能。
非织造产品
所占比例 /%
卫生用
33
土木工程 ,建筑
- 实验 使用各 种 选 择 范 围 内 的 磷 酸 酯 ,部分是商用型的 ,对面密度为 52 g /m2 的 SMM S非织造材料进行 整理 。 变化 :
- 酯化度 ; M E =单酯 , MDE = 单 /双酯 (由于用单酯与双酯混合 物的合成方法制得 , 近似比例: 50∶50) , TE =三酯 ;
HLB3 值
性 能
< 10 6～10
> 10 0～2 3. 5～6 7～9 8～18 13～15 15～18
溶于油 水分散性 溶于水 抗起泡 水 /油乳化剂 润湿剂 油 /水乳化剂 清洁剂 增溶剂
注 : 3 亲水 - 亲脂性平衡
《产业用纺织品》2006年总目次
侣等（ １） ９・ ２
娜等（ １ ） ９・ ６ 旭等 （０・ ４ １ １）
．．．．— —
非织造布 的研制 ｔＩ．…… ……… 沈季疆等 （ １） ｉ．． ｔ．Ｉ ５・ ０ 备长炭纤维系列纱线 的研制 开发 ……… 徐 静等 （ １） ６・ ２
灯芯点结构针织物 的编织工 艺 …………… 侯秋 平等（ ６ ８・ ）
新型抗静 电过滤布的开发 ……………… 李
研 究报告
淳等（２・ｏ １ １）
中国非织造材料工业 面临的挑 战与机遇
… … … … … … … … … … … … … … … … …
王延熹（ １ ３・ ）
双组分纺粘法非织造布…………………… 邹荣华等（ ６ ３・ ）
纺粘非织造技术 的进展 … ………………… 刘 龙等（ ９ ３・ ） 用于生物材料增强 的生 物活性纤维 的研究动 向…… …… ………………… 梁列峰 等（ ４－１ ）
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２ｏ ｏ６年第 １ 期 ２
， 业用纺织品 ＿ ｌ
总目次
２ ０ 年 总 目 次 ０６
综 述
磁纤维保健 系列纱 线 的研制 开发 ………… 徐 阳（ １ １． ）
静（ １ ） ８・ ３
３ Ｄ八层板材预制件的织制 ……………… 刘海文等（０・ ） １ ６ 抗静电地毯的研制和性能评定 ………… 巫莹柱等（０・ ） １ ９
用新型聚合物减粘裂化工艺提高熔喷
聚丙 烯原料的灵活性 ………… Ｐｕ ｕ ｔ ． ａｑ ｅ Ｊ Ｒ等（ ｌ ） ３・ ２
化学 防护服材料及其应用 ………………… 霍瑞 亭等（ ８・１ ） 关于浙江省水刺法非织造 布工业的几点 思考 …………… ……………………… 王剑 亮等（ ９－１ ） 熔喷 弹性聚烯烃非织造 材料的研发
聚乙烯-聚丙烯非织造布的阴、阳离子表面活性剂亲水整理
聚乙烯-聚丙烯非织造布的阴、阳离子表面活性剂亲水整理作者：宁研彤柳健毛金露郑旭明张富山来源：《现代纺织技术》2020年第06期摘要：为赋予聚乙烯-聚丙烯非织造布优异的亲水性能，通过液体穿透时间、视频接触角和表面张力等性质的测定，研究阴阳离子表面活性剂结构和配伍对其溶液和界面性质的影响，探讨阴阳离子表面活性剂整理后聚乙烯-聚丙烯非织造布的首次透水时间（T1）和第三次透水时间（T3值）与结构和配伍间的关系等。
结果表明：当非织造布中整理剂含量相同（或相近）时，阴阳离子表面活性剂复配液整理后聚乙烯-聚丙烯非织造布多次亲水效果明显好于单一的阴、阳离子表面活性剂整理。
摩尔比选择得当和阴阳离子表面活性剂复合物的疏水链总碳数≤34时，总碳数越多，T3值越小。
关键词：聚乙烯-聚丙烯非织造布;表面张力;动态接触角;多次亲水;阴阳离子表面活性剂Abstract：In order to impart excellent hydrophilic properties to polyethylene - polypropylene nonwovens， the liquid penetration time， video contact angle， surface tension were measured to study the effects of the structure and compatibility of anionic and ionic surfactants on the solution and interfacial properties. Besides， the relationship among the first permeation time （T1） and the third permeation time （T3） of polyethylene-polypropylene nonwovens treated with anionic and ionic surfactants， the structure and compatibility was discussed. The results show that： When the finishing agent content in nonwovens was the same （or similar）， the repeated hydrophilic effect of polythene-polypropylene nonwovens after being finished with anionic and ionic surfactant mixture was obviously better than that of single anionic and cationic surfactant finishing. When the molar ratio was properly selected and the total carbon number of the hydrophobic chain of the cation and anion surfactant complex was≤34， the more the total carbon number was， the smaller T3 value would be.Key words：polyethylene-polypropylene nonwoven; surface tension; dynamic contact angle; repeatedly hydrophilic; anionic and cationic surfactant紡丝油剂是非织造布生产过程中不可或缺的助剂，主要用于前纺和后纺上油，以克服飞丝、缠辊等问题和赋予非织造布抗静电、抗菌、多次亲水等性能。
聚丙烯亲水改性的应用研究进展
聚丙烯亲水改性的应用研究进展发布时间：2021-07-06T05:24:03.428Z 来源：《中国科技人才》2021年第10期作者：方昕[导读] 由于聚丙烯表面没有极性基团，其表面能很小，临界表面张力只有（31～34）×10 qN／cm，所以它的表面润湿性和亲水性很差，这不仅导致聚丙烯微孔膜的水通量小，而且还造成表面与溶解度之间的憎水性效应，造成薄膜污染，从而缩短膜的使用寿命，限制其工业用途。
中国石油集团玉门油田炼化总厂甘肃酒泉 735200摘要：介绍了聚丙烯亲水改性方法以及水处理、气体吸附、医疗和建筑领域的最新研究进展。
聚丙烯的疏水性变化是通过混、嵌段、接枝、表面处理等方法实现的。
它们为聚丙烯产品提供了特殊的特性，使产品在应用领域发挥更好的作用，并考虑到了水改性的发展方向。
关键词：聚丙烯，膜，无纺布，纤维，亲水改性由于聚丙烯表面没有极性基团，其表面能很小，临界表面张力只有（31～34）×10 qN／cm，所以它的表面润湿性和亲水性很差，这不仅导致聚丙烯微孔膜的水通量小，而且还造成表面与溶解度之间的憎水性效应，造成薄膜污染，从而缩短膜的使用寿命，限制其工业用途。
一、聚丙烯亲水性测试方法1.接触角。
表征亲水性最常用的方法是测量液体（可能是水或有机溶剂）表面的接触角度。
接触角度包括静态和动态接触角度。
静态液体前面形成的角度称为静态接触角度，移动液体前面形成的角度称为动态接触角度。
静态接触角度可以通过界面能量平衡来测量，动态接触角度可以通过界面驱动平衡和黏滞力来测量。
2.表面张力。
无法直接测量实体聚合物的表面张力，因为实体聚合物的表面可逆生成。
间接方法有：液体同系物法（与摩尔质量有关）、聚合物融合法（与温度有关）、状态方程法、谐波平均值法、临界表面张力法等。
3.X射线光电光谱（XPS）。
XPS是一种光电子频谱分析方法，使用软x射线作为激发源。
它分析最外层区域（数埃），分析除H和He之外的所有元素，并获取有关化学连接状态的信息。
聚丙烯腈基活性碳纤维非织造布的研制
ｌ 纤 度 同 的
结 晶度 Ｊ 乎 没 有 差 Ｌ
ｌ 悻弹山真
集 站椅研究 ：
学扭。 ０ 。 ０
异． 而桑 蚕膨松 丝 随 着纤 度 增 加 其 取 向度纤 维在其 中是 呈 ｝ 折 分 布 且 比机 织 布 均 ｝ ｆ ｊ 匀 ． 维 的间 隙 叮 以起 到 纤 中孔 或 大 Ｌ 作 用 。ＡＣ 的 Ｆ 非 织造 布具 有很 高 的过滤效 率 （ 达 ９ ％） 日毡本 身 卒气 阻力 小 、 可 ９９ ， 能耗 低 ． 故 它在过 滤领 域 ． 别 是 在 气 过 滤 领 域 的应 用 具 有 特 很 高 的经 济价值 ： ＡＣ Ｆ非织造 布 预 制品 可采 用 化学 牯 合法 刺 针 或 水刺 法来 生产 化学 牯合 法 由于采 用化学 粘台 剂 降低产 品的吸附性 能不 利于 ＡＣ Ｆ的生产 ． 而水 刺 法 生产成 本 高 ． 刺法 的使 用 最普 遍最 经济 ． 能满足 针 且
＊ 键 词 ： 丙烯 腈 基 惦性 碳 纤 维 幕 中 图 法分 娄 号 ： Ｓ １２ ４ ＂ ０ ３ Ｉ 非 纸 遗 弁 产 ｒ 性能 一 矗ＨＩ 矾
现 代环 境污 染 ｋ趋严 重 ． 国政 府 和 生 杰学 家 ｔ 各 对环 境保护 目益 重 视 ， 环保 高 新技 术 产 品更 成 为 开 发热 点 。活 性碳 纤维 （ Ｃ ） Ａ Ｆ 由于 具有独 特 物理 化学 结构 、 吸 附 陆能 、 优异 易加 工处 理特性 而 受到 各 国研
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纺织学报
第二 十一卷 二
第 一期
４・ ５ ５【 】 ６
聚 丙烯 腈 基 活性 碳 纤 维 非 织 造 布 的研 制
李永贵 高卫 东
陈 东生 敖 玉辉
（ 江南大学 ． 无锡 １（ ３ ２ ４， ； Ｊ ６ ： 吉林工学院）
无机粉体改性聚丙烯纺粘法非织造布研究
●
ＶＯ１ １ Ｎｏ ． ８． ．１ Ｆ ｂ．， １ ｅ ２０ ０
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向天夏 靳 向煜 吴 海波 何 智荣 周 彩 萍 ， ， ， ，
（ ．东华大学纺织学院 ， １ 上海 ２ １２ ；．中纺大化纤材料有 限公 司， ０６ ０ ２ 上海 ２ １２ ） ０ ６ ０
充 的主要 因素 ： 界面影 响 、Ｐ基 体 的影 响 、 ａ Ｏ Ｐ Ｃ Ｃ 粒
２ 碳酸钙等 无机 粉体 改性 纺粘 法非 织造 布
的意 义
无机粉体 改性 纺 粘 法非 织 造 布具 有 经 济 性 、 功 能性 和环境 协调性 等 基 本特 性 ， 一 种 典 型 的环 境 是
子 的影 响 ， 些 内容 在郭 涛 等人 所 写 碳 酸钙 填 充 改 这
技术等 等 。在 国 内外 ， 们 对 Ｃａ Ｏ 填 充 改 性 Ｐ 人 Ｃ Ｐ 复合材 料 … 做 了许 多 细 致 的 工 作 ， 得 了很 多 成 取
果 － 。填 充 改性 的一 般方 法 都 是 建立 在 增 强 ２ 』
ＣＣ Ｐ ａ Ｏ 和 Ｐ两者 结合 的基础上 ， 目前 主要有 表 面涂 覆 、 面接 枝 、 能辐 射 、 表 高 机械 化 学等 方 法 。影 响填
性聚丙 烯 复合 材料 的文章 中 已有 详述 。
然而 ， 将适 当 比例 的无 机粉 体应用 于纤 维 中 ， 如
纺粘法非织造布中， 从而引起纺丝工艺以及纤维形
态结构 和纤维 性能变 化等 的研究 还未见 有报道 。 以
友好材料， 其优势在于： １ （ ）以无机粉体作为添加材
PP的亲水性改性
聚丙烯纤维亲水改性的研究赵灿纺硕1002班学号：2100032摘要：聚丙烯纤维综合性能好，用途广泛，但由于分子中不含极性基团亲水性差，限制了其应用领域。
为了扩大聚丙烯纤维的应用范围，需要对纤维进行亲水改性。
本文分析了聚丙烯纤维亲水性差的原因，简要介绍提高其亲水性的几种方法，通过亲水性处理，改善聚丙烯纤维表面状况或大分子结构，可在保持纤维原有性能的基础上改进聚丙烯纤维的亲水性。
关键词：聚丙烯纤维；亲水性；改性The Hydrophilic Modification of Polypropylene Fiber Abstract:Polypropylene fiber is widely used because of its good comprehensive performance, however, without polar group, its hydrophilicity is poor, thus limited its application areas. In order to expand the application of polypropylene fiber, we need to modify its hydrophilicity. The article analyzed the reasons that make polypropylene fibers hydrophobic, briefly introduced several methods of improving its hydrophilicity, through the hydrophilic treatment, the situation of its surface or macromolecular structure is modified, thus improving the hydrophilicity of polypropylene fiber on the basis of maintaining its original performance.Keywords: Polypropylene fiber; hydrophilicity; modification前言聚丙烯纤维（丙纶），具有质地轻、强力高、弹性好、耐腐蚀、不起球等优点，其原料丙烯来源丰富，生产成本较低。
聚丙烯SMS无纺布的抗菌功能整理
聚丙烯SMS无纺布的抗菌功能整理王宗乾;沈皆亮;吴晓圆;杨海伟;武丁胜【摘要】为制备具有抗菌功能的聚丙烯SMS无纺布,实验选择了3种具有代表性的无纺布样,采用浸轧工艺对其进行抗菌整理.为确定浸轧工作液渗透剂的类型和用量,测试了布样的润湿与沉降性能;对比分析了不同抗菌剂整理布样的菌落繁殖、抑菌带宽、尺寸变化、静电性能以及织物强力等指标.结果表明,工作液中添加JFC 可提升布样的润湿性能,实验采用的3类不同抗菌剂整理布样均可抑制大肠杆菌、金黄色葡萄球菌菌落的繁殖,但抑菌带宽与抗菌剂类型、无纺布属性均有关,同时,不同抗菌剂整理对布样抗静电性能的影响存在较大差异;抗菌整理后布样外观尺寸没有明显变化,但布样强力有所下降.【期刊名称】《安徽工程大学学报》【年(卷),期】2017(032)005【总页数】5页(P31-35)【关键词】SMS无纺布;聚丙烯;表面润湿;抗静电;抗菌性能【作者】王宗乾;沈皆亮;吴晓圆;杨海伟;武丁胜【作者单位】安徽工程大学安徽省纺织面料重点实验室 ,安徽芜湖 241000;安徽工程大学安徽省纺织面料重点实验室 ,安徽芜湖 241000;安徽工程大学安徽省纺织面料重点实验室 ,安徽芜湖 241000;安徽工程大学安徽省纺织面料重点实验室 ,安徽芜湖 241000;安徽工程大学安徽省纺织面料重点实验室 ,安徽芜湖 241000【正文语种】中文【中图分类】TS195.5聚丙烯(PP)SMS无纺布(Spunbond+Meltblown+Spunbond Nonwoven)属复合无纺布，是新一代的环保材料，该类产品具有强力高、防护性能优良，透气舒适，环保、无毒无味等优点，目前被广泛用于医疗卫生领域[1]，如手术服、手术帽、手术包布、手术罩布、杀菌绷带、防护服等，因此，市场对PP基SMS无纺布的抗菌性能提出了更高的要求．当前具备抗菌功能的PP基无纺布加工方法主要有添加法和后整理法两种．其中，采用添加法制得的抗菌织物具有耐洗涤和抗菌效力持久等特点，比较适用于非一次性抗菌纤维用品；采用后整理法制得的抗菌织物则不耐洗涤，其抗菌效力通常随洗涤次数的增多而变弱．但就无纺布一般作为一次性用纺织品而言，采用后整理法具有效果好、成本低的工艺优势．为此，通过后整理技术赋予无纺布抗菌性能具有较高的市场价值．文献[2]曾报道采用载银整理剂喷施的工艺，赋予无纺布较高的抗菌性能；文献[3]采用静电纺丝的方法制备出不同质量分数的ZnO:(Al,La)/PAN无纺布，其中参杂量在55%比例的静电无纺布具有较好的抗菌性能；文献[4]阐述了包含纳米银、壳聚糖、氧化铝等成分在无纺布抗菌及其他功能赋予方面的应用；当前，已有不少文献报道了有机硅季铵盐、双胍类有机抗菌剂在织物抗菌性能方面的应用，但尚缺乏不同类别抗菌剂在PP基SMS无纺布抗菌功能整理方面的文献报道，同时也鲜有抗菌整理对无纺布原有性能影响与分析的文献报道．为此，选用市场上常见的3类PP基SMS无纺布为研究对象，分别为未经任何处理的无纺布(无纺基布)、抗静电无纺布、“三抗”(抗血液、抗酒精、抗油剂)无纺布；实验首先对其表面润湿性能、带液率等进行测试分析，在此基础上，确定抗菌功能整理工作液的成分、浓度及相关工艺参数，经焙烘固着后，测试了整理无纺布样分别对革兰氏阳性菌代表金黄色葡萄球菌、革兰氏阴性菌代表大肠杆菌的抗菌性能，同时还测试分析了抗菌功能整理对无纺布原有力学、静电性能、外观尺寸稳定性能的影响．研究将为PP基SMS无纺布抗菌后整理工艺的制定与产业化提供实验基础．1.1 实验材料与主要化学药剂实验材料：3类PP基SMS无纺布，分别为基布(未经任何功能处理)、抗静电无纺布、“三抗”无纺布(抗血液、抗酒精、抗油剂)，布样克重均在45～47 g/m2，由合肥高贝斯无纺布有限公司提供．主要化学药剂：有机硅季铵盐抗菌剂AEM，纳米银抗菌剂AgionAM500，双胍类有机抗菌剂REPUTEX 48，渗透剂JFC均为商品，由上海馨午纺织科技有限公司提供；乳化剂平平加O为分析纯．1.2 布样静电性能测试采用FY342E织物感应式静电仪对无纺布样的静电性能进行测试，测试条件如下：加压电压为10 000 V，加压时间为30 s，衰减倍率为50%，记录感应电压衰减至一半时所用的时长，该设备的最长衰减记录时间为99 s，各布样测试3次，取平均值．1.3 布样润湿、沉降性能测试参照GB/T 22799-2009《毛巾产品吸水性测试方法》测试了不同无纺布样在不同溶液中的润湿与沉降状态，用于评价各布样的表面润湿性能；实验分别设置了纯水，浓度为1.5 g/L、3 g/L的平平加O水溶液，JFC水溶液以及两者的混合溶液．实验从投放布样开始计时，分别记录各布样开始润湿(布样四周出现水迹)、完全润湿(布样整体布满水迹)、沉降(布样悬浮于溶液中)状态所需的时间[5]．1.4 布样的抗菌功能整理分别配置质量浓度为5g/L的有机硅季铵盐抗菌剂AEM，纳米银抗菌剂AgionAM 500，双胍类有机抗菌剂REPUTEX 48整理液，各抗菌整理液中渗透剂JFC的质量浓度均为3 g/L；采用二浸二轧工艺，分别对无纺布样进行整理，浸轧后的布样130 ℃下焙烘10 min，焙烘过程中采用布样尺寸固定装置控制布样尺寸不发生变化，焙烘过后，布样平铺封闭存放．1.5 布样断裂强力的测试按照GB/T 3923.1-2013《纺织品织物拉伸性能第一部分：断裂强力和断裂伸长率的测定(条样法)》测试不同无纺布样的断裂强力，各布样测试3次取平均值．1.6 抗菌性能测试选用金黄色葡萄球菌和大肠杆菌作为实验菌种，按照国家标准GB/T20944. 1-2007《纺织品抗菌性能的评价第1部分：琼脂平皿扩散法》，对整理布样进行抗菌性能测试，用游标卡尺测量布样周围抑菌圈直径，所有测试样品均制备成直径为8 mm的圆片．依据抑菌带宽度和试样下细菌繁殖情况评价抗菌效果，抑菌带宽度的计算如式(1)所示．式中,D为抑菌带宽度;d1和d0分别为抑菌带外径和测试样品的直径．1.7 织物尺寸稳定性能测试为表征抗菌整理对无纺布样尺寸稳定性能的影响，实验测试了整理前、后织物的外观尺寸，计算布样的尺寸变化率，计算公式如式(2)所示；为完成本性能的测试，布样在焙烘中没有使用尺寸固定装置．式中,S′表示整理后布样的面积;S0表示未整理布样的面积．2.1 布样的润湿与沉降性能织物的功能整理是通过工作液对织物的润湿、渗透、附着、焙烘等过程实现功能成分对织物的交联/固着．因PP基无纺布亲水性能差，难以被工作液润湿、渗透，因此在研究抗菌功能整理工艺之前，有必要完成不同介质体系对织物润湿、渗透与沉降性能的分析与研究，研究结果将为抗菌功能整理工作液的配制、相关工艺参数的设置与优化提供研究基础．实验将各布样投放至不同溶液介质中，记录布样自投放到介质液面，至到达开始润湿、完全润湿、沉降3个状态时所需要的时长，从中分析得到3类PP基SMS无纺布的润湿与沉降性能，结果如表1所示．由表1可知，在不同溶液介质中，无纺布样的润湿与沉降性能呈现出显著差异．“三抗”无纺布样因其具有抗血液、抗酒精、抗油剂的功能，具有表面疏水、疏油的特征，该布样在文中选用的5种溶液介质下1 800 s内均无法润湿；基布和抗静电无纺布样在纯水、3 g/L平平加O、1.5 g/L平平加O+1.5 g/L JFC混合溶液中短时间内均无法润湿，但两类布样均可在1.5 g/L JFC溶液及3.0 g/L JFC溶液中实现完全润湿和沉降，且相同条件下，抗静电无纺布样的润湿与沉降所需时间较基布大大缩短；表1数据同时表明，随着溶液中JFC浓度的提升，抗静电无纺布的润湿与沉降耗时进一步缩短．造成上述现象的原因在于“三抗”无纺布自身具有表面疏水、疏油的功能，故难以被润湿；而抗静电无纺布样系无纺基布经抗静电处理后得到，抗静电剂多系表面活性剂，含有一定比例的亲水性基团，致使布样表面具有一定的亲水性，故在3类布样中表现出最优的润湿性能；渗透剂JFC可大大降低水的表面张力，缩短布样的润湿时间，而平平加O对提升无纺布样的润湿性能不够理想，同时发现，平平加O与JFC混合液不仅未能发挥出两者的协同效果，甚至降低了JFC的渗透效能．综上分析可知，可采用浸轧工艺实现对基布、抗静电无纺布的抗菌功能整理．为确定抗菌整理工作液的浓度，实验测试了无纺布的带液率，结果如表2所示．由表2可知，相同浸轧工艺下，抗静电无纺布的带液率较基布略高，但两者的带液率都大于100%，因无纺布系PP材质，二浸二轧工艺后，带液率虽有所下降，但实验中发现，二浸二轧工艺有利于工作液对布样的浸透，可保障工作液中抗菌剂对布样的附着，因此在无纺布样的抗菌实验中采用了二浸二轧工艺．2.2 布样的抗菌性能测试了抗菌整理后无纺布样的抗菌性能，结果如表3所示.其中抗菌剂REPUTEX48整理布样的抑菌带如图1所示．由表3可知，未经抗菌整理的无纺布样自身没有抗菌性能，两种菌种测试环境下，相对于背景，布样下方均有中等以上的细菌繁殖现象．总体而言，抗菌整理后布样的抗菌性能显著提升，布样下方均未发现繁殖菌落，依据GB/T20944. 1-2007标准中所述抗菌效果评价，整理布样抗菌效果好；同时由表3中抑菌带宽度数据可知，3种抗菌剂整理后的无纺布样针对金黄色葡萄球菌均没有抑菌带，但对大肠杆菌有明显的抑菌带，整理后抗静电无纺布样的抑菌带宽度普遍大于无纺基布样品，其中抗菌剂REPUTEX 48整理布样的抑菌带宽度最大，其次为抗菌剂AEM，而抗菌剂AgionAM500的带宽值最小；造成整理布样抑菌带宽度值有明显差异的原因在于抑菌带宽度与抗菌剂属性相关，溶出型抗菌剂普遍具有较宽的抑菌带.文中选用的抗菌剂REPUTEX 48、AEM系溶出型有机类抗菌剂，而抗菌剂AgionAM500系非溶出型抗菌剂，抑菌带宽度的差异也可反映出不同抗菌剂的作用效能[6]．2.3 抗菌整理对布样性能的影响测试了无纺布样整理前后的力学、静电性能以及外观尺寸的变化，结果如表4所示．由表4可知，经抗菌整理，无纺基布、抗静电无纺布的尺寸变化率均小于或等于0.2%，表明整理前后布样的外观尺寸均没有发生明显变化；实验同时发现，若在后整理焙烘工艺中使用了布样尺寸固定装置，则整理布样的尺寸未发现变化．与无纺基布原样相比，抗静电无纺布原样的感应电压降低，半衰时间显著缩短，表明抗静电无纺布具有优良的抗静电性能，而无纺基布原样抗静电性能差；经3种抗菌剂整理后，无纺基布的感应电压降低，半衰时间缩短，尤其经抗菌剂AEM整理后，无纺基布的半衰时间缩短至0.2 s，表明整理后的无纺基布除具有抗菌性能外，还具有了优良的抗静电性能.造成上述结果的原因在于抗菌剂中的聚合物组分(如黏合剂与交联剂)含有一定比率的极性基团，具有一定的亲水性能，致使PP无纺基布表面产生的静电及时放掉而无法堆积，且抗菌剂AEM为有机硅季铵盐类型，该结构自身就具备优良的抗静电性能[7]，故抗菌剂AEM整理后布样表面可借助季铵盐结构快速转移表面电荷，致使其抗静电性能显著提升；相反，抗静电无纺布经抗菌剂REPUTEX 48、AgionAM500整理后，布样的抗静电性能受到了一定程度的损失，原因在于抗菌剂组分将覆盖在布样表面，阻碍了布样中原有抗静电剂对表面电荷释放或转移的效率，而抗菌剂AEM整理后，布样抗静电性能较整理前依然得到了进一步提升，原因同无纺基布的抗菌剂AEM整理．整理后，无纺基布、抗静电无纺布的断裂强力均有一定比率的下降，其中无纺基布采用抗菌剂REPUTEX 48整理时，布样强力下降值最高，其强力下降比率为17.22%.抗菌剂AEM、AgionAM500整理后，布样强力下降比率依次为13.45%、8.40%；与无纺基布相比，抗静电无纺布样整理后的强力下降比率降低，抗菌剂REPUTEX 48、AEM、AgionAM500整理后布样强力下降比率依次为3.87%、11.41%、8.90%，造成抗菌整理前后强力下降的原因在于焙烘工艺以及整理剂属性对PP基纤维结构的影响，为此，在无纺布的抗菌功能整理中，应重点关注对抗菌剂类型的选择及整理工艺参数的设置．3种PP基SMS无纺布难以在短时间内被纯水润湿，但添加JFC可提升布样的润湿性能，且随着JFC浓度的提高，布样的润湿效果提升更加明显，其中抗静电无纺布样的润湿性能最优；分别采用3种类型抗菌剂对无纺布样进行抗菌整理，整理后布样对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌具有抗菌性，其中双胍类有机抗菌剂REPUTEX 48整理布样对大肠杆菌具有较宽的抑菌带；且相同条件下，针对大肠杆菌，抗静电无纺布的抑菌圈宽度稍大于无纺基布；抗菌整理对PP基SMS无纺布样的外观尺寸没有明显影响，但整理后基布的抗静电性能有所提升，整理后抗静电无纺布的抗静电性能发生改变，其中有机硅季铵盐抗菌整理剂AEM整理可进一步提升布样的抗静电性能，而其他2种抗菌剂整理将降低布样的抗静电性能；同时，抗菌整理后布样的强力均有不同程度的下降．【相关文献】[1] V Vargha,A Chetty,Z Sulyok,et al.Functionalisation of Polypropylene Non-woven Fabrics(NWFs)[J].Journal of Thermal Analysis and Calorimetry,2012,109(2):1 019-1 032.[2] 张文钲.载银抗菌无纺布制备[J].稀有金属材料与工程,1998(1):51-54.[3] 方帅军,王薇,谢汝义,等.ZnO:(Al,La)/PAN无纺布的制备及其抗菌性能[J].东华大学学报：自然科学版,2015,41(6):730-738.[4] M K Mehrizi,H Mashroteh,N M Noghabi.Effect of Chitosan,Aluminum Oxide and Silver Nanoparticles on Antibacterial,Deodorizing and Moisture Absorption Properties of Nonwoven Polyester Fabrics for Use in Medical Textiles[J]. Medical Laboratory Journal,2016,10(4):46-52.[5] 王宗乾,李长龙,杨青.异构十三醇聚氧乙烯醚磷酸酯的制备及表征[J].纺织学报,2012,33(3):58-62.[6] 唐晓峰,杨振国,孙治平,等.纳米银及纳米银无纺布的制备及其抗菌性能的表征[J].化工新型材料,2010,38(5):120-121，135.[7] 陈法雄,胡连娟,柳红霞,等.新型UV固化抗静电材料的制备与性能[J].精细化工,2016,33(5):504-508.。
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浙江理工大学学报,第26卷,第2期,2009年3月Journal of Zhejiang Sc-i Tech U niv ersityVol.26,N o.2,M ar.2009文章编号:1673-3851(2009)02-0160-05聚丙烯非织造布亲水整理工艺研究刘 娴,吴明华(浙江理工大学先进纺织材料与制备技术教育部重点实验室,杭州310018)摘 要:采用阴离子表面活性剂(表面活性剂O ASE和快速渗透剂T)与非离子型的高分子表面活性剂(聚醚改性硅油)复配制备了亲水整理剂,并对聚丙烯非织造布进行整理。
结果表明:亲水整理优化工艺条件为整理剂浓度2 g/L;浸渍温度30 ;烘干温度95 ;烘干时间180s。
相对于未整理聚丙烯非织造布,整理聚丙烯非织造布的透水时间、抗静电和柔软性得到明显改善,静态水的接触角几乎为0,其它指标如白度和机械强度无负面影响。
表明实验所配制的亲水整理剂可以作为聚丙烯非织造布亲水整理剂。
关键词:表面活性剂;聚丙烯非织造布;亲水整理;透水时间;接触角中图分类号:T S195.67 文献标识码:A0 前 言聚丙烯纤维具有质量轻、强度高、保暖性好、抗污、抗霉变、耐磨、耐化学腐蚀等优点,且原料价格低廉,对于纺织行业具有很强的吸引力。
由其制成的非织造布因其制备工艺流程短、产量大、成本低、撕裂强度高等优点在一次性医疗、保健、卫生和超净化环境用品中占有较高的市场份额。
但聚丙烯为非极性分子结构,结晶度高,结构紧密且分子中无亲水基团,以致聚丙烯非织造布吸湿性差,难以适应在一次性医疗、保健、卫生和超净化环境用品领域对吸湿性的要求。
因此,聚丙烯非织造布要在这些领域得到广泛应用必须对其进行亲水整理,以改善其吸湿性。
目前国内外对涤纶织物亲水整理剂的研究较多[1-3],但对适用于聚丙烯非织造布的亲水整理剂的研究鲜有报道。
本实验采用阴离子表面活性剂OASE、快速渗透剂T及自制非离子型高分子表面活性剂 聚醚改性硅油为原料,通过复配方式制备适用于聚丙烯非织造布的亲水整理剂,并研究该整理剂在聚丙烯非织造布上的亲水整理应用工艺。
1 实验部分1.1 实验材料阴离子表面活性剂OASE(工业品,江苏海安石油化工厂);快速渗透剂T(工业品,江苏海安石油化工厂);非离子型高分子表面活性剂(聚醚改性硅油类,1%溶液的表面张力为32.37mN/m,胶束浓度为0.5 g/L)(本实验室自制);聚丙烯非织造布,面密度17g/m2(杭州华翔非织造布厂);人工尿液[4]:在2L蒸馏水中加入(18 0.01)g N aCl,配制成溶液,在温度为(20 2) 时其表面张力应达到(70土2)m N/m。
1.2 实验仪器轧车P-A0/A1(杭州三锦科技有限公司);连续式定型烘干机M-6(杭州三锦科技有限公司);织物穿透仪YG814D(温州方圆仪器有限公司);动态接触角分析仪DCA-322(美国T H EMO CAH N公司);数字式织收稿日期:2008-09-08作者简介:刘 娴(1979- ),女,江苏江宁人,硕士研究生,主要从事印染助剂和纺织功能整理的研究。
物透气量仪YG[B]461D(温州大荣纺织标准仪器厂);轻便色彩色差计SC -80(北京康光仪器有限公司);静电测试仪YG(L)342(山东纺织研究院);高阻计ZC46A(上海精密科学仪器有限公司);电子硬挺度仪LLY -01B(莱州市电子仪器有限公司);电子万能材料试验机(INSTRON 公司)。
1.3 亲水整理剂制备于70~80 ,在搅拌下按质量比为1 4 1依次加入OASE 、快T 、聚醚改性硅油,并加入一定量蒸馏水调节含固量为20%,维持70~80 继续搅拌3~4h,至以上三种表面活性剂混合均匀,即制得本实验所用亲水整理剂。
测得此整理剂20 时的临界胶束浓度为2g/L,临界胶束浓度处的表面张力为26.28mN/m 。
而聚丙烯的临界表面张力为35mN/m [5],因此该整理剂可以浸润聚丙烯非织造布,在其表面形成一层亲水基朝外的亲水膜,使水分能在聚丙烯非织造布上铺展和渗透。
1.4 亲水整理工艺配制整理液 浸渍(浸渍时间1min) 轧液(轧液率80%) 烘干 平衡24h 测试。
1.5 测试方法1.5.1 亲水性能测试a)非织造布透水性能测试采用温州方圆仪器公司生产的织物穿透仪,参照FZ/T 60017 1993 卫生用薄型非织造布液体穿透性试验方法 标准测试。
b)耐洗性测试:参照FZ/T 60018 1993标准测试。
c)非织造布平衡接触角的测试将聚丙烯非织造布置于洁净平滑的玻璃板上,平放于烘箱,升温到175 ,待聚丙烯熔融后取出玻璃板,自然冷却至室温。
由于聚丙烯与玻璃膨胀系数不同,冷却后聚丙烯薄膜自然脱落,从而制得非常光滑的聚丙烯固体表面[6]。
采用直接测量法测定平衡接触角。
采用美国T H EMO CAH N 公司生产的动态接触角分析仪,在室温下用蒸馏水作介质,将水滴通过针管直接滴在整理过的聚丙烯的光滑表面上,通过计算机的测量与计算系统直接读取并记录水滴的平衡接触角。
1.5.2 其他性能测试非织造布抗静电性能测试:依据GB/T 12703 1991标准(半衰期法)测试;非织造布表面电阻测试:依据H G/T 30080 1999标准,采用高阻计直接测量;非织造布强度测试:依据FZ/T 60005 1991标准测试;非织造布透气性能测试:依据GB 5453 1997标准测试;非织造布硬挺度测试:依据GB/T 7689.4 2001标准测试;非织造布白度测试:依据GB/T 17644 1998标准测试。
2结果与讨论图1 透水时间随整理剂浓度变化的关系2.1 整理剂浓度对透水时间的影响在浸渍温度为20 ,轧液率为80%,烘干温度为105 ,烘干时间为180s 的整理条件下,整理剂浓度对聚丙烯非织造布透水时间的影响结果见图1。
从图1可以看出,当整理剂浓度小于2g /L 时,整理非织造布的透水时间随着整理剂浓度的增加有较大幅度的下降;当整理剂浓度达2g/L 时,透水时间为最小;继续增加整理剂浓度,透水时间略有上升。
这主要与整理剂在聚丙烯非织造布表面吸附有关。
整理剂中表面活性剂主要以色散力的方式在非织造布表面发生吸附,疏水基吸附于非织造布表面而亲水基朝向空气,整理聚丙烯非织造布表现出亲水性。
随着表面活性剂浓度增大,阴/非离子混合物在溶161第2期刘 娴等:聚丙烯非织造布亲水整理工艺研究液中易形成混合胶束,阴离子表面活性剂分子插入到胶束中,使非离子表面活性剂吸附膜变得较坚实,非织造布吸附表面活性剂量增多,单分子吸附层结构趋于紧密,亲水层趋于饱满,整理布样的亲水性能趋好[7];但 图2 不同浓度下的整理剂在非织造布表面的吸附随着整理剂浓度继续增大,单分子层吸附达到饱和,表面活性剂开始形成多层吸附,即以胶束形式的吸附,在纤维表面形成半胶束。
虽然多层吸附仍是以亲水基朝外,但多分子层不如单分子层排列紧密,总体上亲水基朝外的数量减少,故透水时间略有变长。
整理剂在不同浓度时的吸附过程如图2所示。
2.2 浸渍温度对透水时间的影响在整理剂浓度为2g/L,烘干温度为105 ,烘干时间为180s 的整理条件下,浸渍温度对聚丙烯非织造布透水时间的影响见图3。
从图3可以看出,当温度低于20 时,升高温度,整理布样透水时间逐渐下降,表现整理布样亲水性增强;当温度为20~40 时段,整理布样的透水时间基本保持不变;当温度大于40 ,继续升高温度,整理布样的透水时间又急剧回升,表现为整理布样的亲水性能减弱。
这主要是两个方面影响的结果。
其一,温度通过影响表面活性剂的溶解度进而影响表面活性剂在聚丙烯非织造布表面的吸附。
一般情况下,对于离子型表面活性剂,如本实验中的快速渗透剂T 、OASE,温度升高,其溶解度增加,表面活性剂分子从水中逃逸的趋势减弱,在固 液界面上的吸附下降。
对于非离子表面活性剂则相反,如聚醚改性硅油,温度升高,其在水中溶解度下降,表面活性剂分子从水中逃逸的趋势增强,在固 液界面上的吸附增大[8]。
其二,温度通过影响表面活性剂的吸附和解吸进而影响表面活性剂在聚丙烯非织造布表面的吸附。
低温度时,升高温度,有利表面活性剂在聚丙烯非织造布表面的吸附;但温度过高,吸附聚丙烯非织造布表面的表面活性剂会发生解吸增多。
2.3 烘干温度对透水时间的影响在整理剂浓度为2g/L,浸渍温度为20 ,烘干时间为180s 的整理条件下,烘干温度对聚丙烯非织造布透水时间的影响见图4。
从图4可以看出,当烘干温度低于95 时,随着烘干温度升高,整理布样的液体穿透时间缩短,整理布样亲水性能增强;当烘干温度为95 时,整理布样的亲水性能最好;继续升高烘干温度,整理布样的液体穿透时间增大,整理布样的亲水性能减弱。
这主要是因为烘干温度稍低时,水分的蒸发速度比较慢,在规定的烘干时间内非织造布上的水分没有完全蒸发,残留在布上的少量水分稀释了吸附在聚丙烯非织造布上的表面活性剂,影响其整理效果[4];烘干温度升高,水分的蒸发速度逐渐提升,布样上水分蒸发完全,整理布样亲水性能得到改善;当烘干温度继续升高,非织造布有发生皱缩的趋势,非织造布表面纤维间空隙发生变化,纤维间空隙变小,导致透水时间增大。
2.4 烘干时间对透水时间的影响在整理剂浓度为2g /L,浸渍温度为20 ,烘干温度为95 的条件下,烘干时间对聚丙烯非织造布透水时间的影响见图5。
从图5可以看出,当烘干时间小于3min 时,随着烘干时间的162 浙 江 理 工 大 学 学延长,整理非织造布透水时间变短,整理非织造布的亲水性能变好;当烘干时间为3m in 时,整理非织造布的亲水性能最好;继续延长烘干时间,整理布样的液体穿透时间增大,整理非织造布的亲水性能逐渐减弱。
这主要是因为烘干时间过短,非织造布上的水分没有完全蒸发,影响其整理效果;高烘干温度下,烘干时间过长,同样会引起非织造布表面纤维间隙变化,导致透水时间增大。
以上分析可看出,聚丙烯非织造布亲水整理优化工艺为:自制亲水整理剂浓度为2g/L,浸渍温度为30 ,烘干温度为95 ,烘干时间为3min 。
2.5 整理聚丙烯非织造布的应用性能研究采用自制的亲水整理剂,按上述整理工艺整理聚丙烯非织造布,将整理的聚丙烯非织造布进行透水时间、接触角及其它应用性能测定,并与未整理聚丙烯非织造布比较,结果见表1、表2。
从表1可以看出,整理聚丙烯非织造布的透水时间由未整理聚丙烯非织造布的30.47s 降至4.13s,而接触角由原先未整理非织造布的148 降至几乎为0,见图6。
测试结果表明经自制的亲水剂整理后,聚丙烯非织造布的亲水性能得到极大改善;耐洗性测试表明该亲水整理剂的耐洗性能一般,经3次水洗后透水时间增大了约1.5倍。