熔喷法工艺
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(2)分子量分布(MWD)可控制
2020/11/22 熔喷工艺要求聚丙烯分子量分布较窄，以便加工
第九章 熔喷法工艺 §9-1 熔喷工艺应用的原料 聚丙烯切片的MFI、MWD与牵伸空气温度的关系
2020/11/22
第九章 熔喷法工艺 §9-1 熔喷工艺应用的原料
4、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。
2020/11/22
第九章 熔喷法工艺 §9-1 熔喷工艺应用的原料
二、常用原料
1、聚丙烯(PP)
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
2020/11/22
第九章 熔喷法工艺 §9-1 熔喷工艺应用的原料
1、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。
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。
3、聚合物降解性能
2020/11/22 聚合物降解有助于修正聚合物熔体粘度和分子量
Fra Baidu bibliotek
第九章 熔喷法工艺 §9-1 熔喷工艺应用的原料
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。
第九章 熔喷法工艺 §9-1 熔喷工艺应用的原料
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。
原料品种
模头温度 热空气温度 干燥工艺
烯烃类烯烃类和酯较类高聚合物原料熔较喷高工艺的差一异般不需要
酯类
较低
较低
需要
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第九章 熔喷法工艺 §9-1 熔喷工艺应用的原料
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。
▪ 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。
2020/11/22
第九章 熔喷法工艺
▪ 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。
第九章 熔喷法工艺
发展简况：
▪ 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。
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。
2、分子量及其分布
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融流动 指数(MFI)成反比，与聚合物熔体的熔融粘度成正比。 2020也/11/22即聚合物分子量越低，MFI越高，熔体粘度越低，越
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第九章 熔喷法工艺
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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第九章 熔喷法工艺 熔喷非织造工艺的特点： • 能耗大 • 超细纤维纤网结构 • 过滤、阻菌、吸附方面有突出的优点 • 纤维取向度较差 • 纤维强力低
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第九章 熔喷法工艺 §9-1 熔喷工艺应用的原料
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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第九章 熔喷法工艺 §9-1 熔喷工艺应用的原料 聚丙烯用于熔喷工艺有以下特点：
(1)聚合物熔体粘度可以按需控制
熔体粘度控制方法主要有：使用氧化剂或过氧化 剂；依靠螺杆挤出机的机械剪切作用；控制工作温度进 行热降解。对于MFI较低的聚丙烯，通常同时采用以上 三种方法来控制熔体粘度，以便熔喷形成超细纤维。
聚丙烯是熔喷工艺应用最多的一种聚合物。熔喷 工艺最早应用的是普通纤维级聚丙烯原料，其分子量高， MFI较低，通常只有12g/10min。该种聚丙烯在熔喷时 必须借助于螺杆挤出机的高温和剪切作用来降解。
随科技的进步，MFI为12的聚丙烯很快就为MFI35 的所取代，同时出现了专为熔喷工艺所用的聚丙烯，其 MFI高达1500。聚丙烯MFI的提高，可降低螺杆挤出机
2020/11/22 熔喷工艺要求聚丙烯分子量分布较窄，以便加工
第九章 熔喷法工艺 §9-1 熔喷工艺应用的原料 聚丙烯切片的MFI、MWD与牵伸空气温度的关系
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第九章 熔喷法工艺 §9-1 熔喷工艺应用的原料
4、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。
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第九章 熔喷法工艺 §9-1 熔喷工艺应用的原料
二、常用原料
1、聚丙烯(PP)
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
2020/11/22
第九章 熔喷法工艺 §9-1 熔喷工艺应用的原料
1、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。
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。
3、聚合物降解性能
2020/11/22 聚合物降解有助于修正聚合物熔体粘度和分子量
Fra Baidu bibliotek
第九章 熔喷法工艺 §9-1 熔喷工艺应用的原料
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。
第九章 熔喷法工艺 §9-1 熔喷工艺应用的原料
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。
原料品种
模头温度 热空气温度 干燥工艺
烯烃类烯烃类和酯较类高聚合物原料熔较喷高工艺的差一异般不需要
酯类
较低
较低
需要
2020/11/22
第九章 熔喷法工艺 §9-1 熔喷工艺应用的原料
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。
▪ 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。
2020/11/22
第九章 熔喷法工艺
▪ 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。
第九章 熔喷法工艺
发展简况：
▪ 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。
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。
2、分子量及其分布
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融流动 指数(MFI)成反比，与聚合物熔体的熔融粘度成正比。 2020也/11/22即聚合物分子量越低，MFI越高，熔体粘度越低，越
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第九章 熔喷法工艺
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。
2020/11/22
第九章 熔喷法工艺 熔喷非织造工艺的特点： • 能耗大 • 超细纤维纤网结构 • 过滤、阻菌、吸附方面有突出的优点 • 纤维取向度较差 • 纤维强力低
2020/11/22
第九章 熔喷法工艺 §9-1 熔喷工艺应用的原料
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。
2020/11/22
第九章 熔喷法工艺 §9-1 熔喷工艺应用的原料 聚丙烯用于熔喷工艺有以下特点：
(1)聚合物熔体粘度可以按需控制
熔体粘度控制方法主要有：使用氧化剂或过氧化 剂；依靠螺杆挤出机的机械剪切作用；控制工作温度进 行热降解。对于MFI较低的聚丙烯，通常同时采用以上 三种方法来控制熔体粘度，以便熔喷形成超细纤维。
聚丙烯是熔喷工艺应用最多的一种聚合物。熔喷 工艺最早应用的是普通纤维级聚丙烯原料，其分子量高， MFI较低，通常只有12g/10min。该种聚丙烯在熔喷时 必须借助于螺杆挤出机的高温和剪切作用来降解。
随科技的进步，MFI为12的聚丙烯很快就为MFI35 的所取代，同时出现了专为熔喷工艺所用的聚丙烯，其 MFI高达1500。聚丙烯MFI的提高，可降低螺杆挤出机