熔喷工艺知识

单体含量增加，熔体粘度降低。
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MFI为800的聚丙烯切片在不同温度下的熔体粘 度与切变率的关系
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五、聚合物降解性能
聚合物降解有助于修正聚合物熔体粘度和 分子量分布。
通常有三种降解方式：化学、机械剪切和 热降解。
聚合物熔喷时或熔喷前，可采用氧或过氧 衍生物来实现化学降解，增加挤压速率、热量 和熔体滞留时间均可达到机械剪切降解和热降 解的目的。
聚合物原料的分子量及分子量分布是影响熔喷工艺 和熔喷法非织造布性能最主要的因素。对熔喷工艺来说， 一般认为聚合物原料分子量低、分子量分布窄有利于熔 喷纤网的均匀性。聚合物分子量大小与其熔体指数(MFI) 成反比，与聚合物熔体的熔融粘度成正比。也即聚合物 分子量越低，MFI越高，熔体粘度越低，越能适合于熔喷 工艺较弱的牵伸作用。
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三、我国熔喷非织造工艺的发展情况
我国熔喷法非织造工艺研究始于20世纪70年 代中期，80年代中后期，熔喷法非织造布在我国 得到推广应用，主要产品有过滤材料、吸油材料、 保暖材料、电池隔膜等。
我国现有熔喷法非织造布生产线60多条，其 中引进1.5m~2.5m幅宽生产线6条，其余为国产间 歇式生产线，生产能力为1万吨/年。由于间歇式 与连续式熔喷非织造布产品相互间具有不可替代 性，因此两种工艺方法仍将相辅相成。
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通常，聚丙烯、聚乙烯及其共聚物在熔喷工 艺设计时主要考虑MFI。而其他热塑性高聚物 熔喷时考虑用熔体粘度或特性粘度来反映原料 的分子量大小。
采用MFI较低的聚丙烯原料可生产出强力较 高的熔喷法非织造布。但目前的趋势是采用较 高的MFI切片原料，这样可提高产量，降低加 热温度，从而降低能耗。
分子量分布越集中，大分子的分子量均等 性好，便于均匀受热、熔融并得到均匀的纤网， 因此，熔喷工艺要求聚合物原料的分子量分布 尽量集中。
美国海军实验室研究并开发用于收集上层大气中放射 性微粒的过滤材料，1954年发表研究成果。 20世纪60年代中期，美国ESSO公司(今Exxon公司)进一 步对这一工艺进行改进，并取得了相关的美国专利。 20世纪80年代后期，由于熔喷法非织造布市场的开发， 一些非织造布机械制造商开始参与熔喷法生产设备的制造， 其中有美国的Accurate公司和J & M公司，德国的 Reifenhaeuser公司等。
烯烃类和酯类聚合物原料熔喷工艺的差异
原料品种 烯烃类 酯类
模头温度 较高 较低
来自百度文库
热空气温度 干燥工艺
较高
一般不需要
较低
需要
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烯烃类聚合物原料(如聚丙烯)的聚合度较高，因此 加热温度高于其熔点100℃以上方能顺利熔喷，而聚酯加 热温度稍高于其熔点就可熔喷。烯烃类聚合物原料几乎 不含水，因此熔喷时一般不需要干燥。而聚酯中含有微 量水分，加热后由于水分的存在会导致酯类的水解，产 生不利于非织造布产品质量的副反应物，因此必须进行 切片干燥。 三、分子量及其分布（P267-268）
对于聚合物熔体来说，要求均匀发生降解， 避免聚合物熔体降解不一致而造成粘度不均匀， 分子量分布离散。同时还要求不能过度降解。
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六、含杂
熔喷工艺所用的模头的喷丝孔直径较小，若聚合 物原料含杂多，易引起喷丝孔堵塞。因此，改善聚合 物切片原料生产环境，优化切片生产工艺，降低切片 含杂量，可有效延长熔喷模头更换周期，减少耗能， 降低产品生产成本。
聚合物切片原料的性能与熔喷工艺密切相关， 主要的参数有：聚合物种类、分子量及其分布、 聚合物降解性能、切片形状、含杂等。
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二、聚合物种类
聚合物种类不同时，分子结构差异很大，决定了 熔点及流变性能的不同。对于每一种聚合物原料，均有 对应的熔喷工艺，如在加热温度、螺杆长径比、螺杆形
式、原料干燥工艺等方面都有一定的差异。
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四、熔喷非织造工艺的特点：
1、能耗大； 2、超细纤维纤网结构； 3、过滤、阻菌、吸附方面有突出的优点； 4、纤维取向度较差； 5、纤维强力低；
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§8-1 熔喷聚合物原料及性能
一、熔喷工艺对聚合物熔体性能的要求 从理论上讲，凡是热塑性聚合物切片原料均
可用于熔喷工艺。聚丙烯是熔喷工艺应用最多的 一种切片原料，除此之外，熔喷工艺常用的聚合 物切片原料有聚酯、聚酰胺、聚乙烯、聚四氟乙 烯、聚苯乙烯、PBT、EMA、EVA、聚氨基甲酸酯 等。
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聚丙烯切片的MFI、MWD与牵伸空气 温度的关系
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四、聚合物熔体粘度与流动特性
熔体粘度是熔体流变性能的表征，影响纤维成 形好坏；温度升高，熔体粘度下降；
熔体粘度与分子质量有关，聚酯分子量低于 20000时，熔体粘度与温度呈线性关系；而高 于20000时呈非线性关系；
切力变稀----剪切速率提高，剪切应力增长缓慢。 原因：随着剪切速率提高，拆散聚合物大分子 链之间缠结点的作用越来越强，缠结点数量减 少相应使熔体粘度下降；（P270图9-7）
熔喷工艺知识
内容
§8-1 熔喷工艺应用的原料 §8-2 熔喷工艺原理与过程 §8-3 熔喷设备 §8-4 熔喷产品性能与应用 §8-5 熔喷工艺理论与进展
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熔喷非织造工艺发展概况
一、熔喷法工艺是聚合物挤压法非织造工艺中的一 种，起源于20世纪50年代初。
1951年，美国Arther.D.Littll’Inc公司开始研究用气流喷射 －静电纺丝法生产聚苯乙烯超细纤维非织造布，取得了相 关美国专利。
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作业与思考题
1、简述熔喷非织造工艺发展概况？ 2、熔喷聚合物原料及性能？
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§8-2 熔喷工艺与设备
一、熔喷工艺原理
熔喷非织造工艺是采用高速热空气流对模头喷丝 孔挤出的聚合物熔体细流进行拉伸，然后冷却空气在 模头下方一定位置从两侧补入，使纤维冷却结晶，再 对形成的超细纤维收集在凝网帘或滚筒上，同时自身 粘合而成为熔喷法非织造布。
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二、从20世纪80年代开始，熔喷法非织造布增长 迅速，保持了10～12％的年增长率。1990年全世 界已有70多条熔喷生产线，年产量达到5万吨以 上。 美国的Kimble-clark公司为了克服熔喷法非织 造布强力低的缺点，开发了熔喷非织造布与纺丝 成网非织造布叠层材料，即SMS复合材料，大量 应用于手术服、过滤材料等，有力地推动了熔喷 非织造布的发展。随着复合技术的应用和熔喷法 非织造布的应用开发，目前，世界熔喷法非织造 布的年产量已超过10万吨。