熔喷螺旋结构微纳米纤维的制备及其性能研究

摘要

与传统无纺布纤维（直径约20μm）相比，具有螺旋结构的微纳米纤维材料，不仅具有较小的纤维直径、具有较高的孔隙率和较好的弹性，而且由于螺旋结构的引入，大幅度提高了纤维的比表面积。若将其作为吸油材料，能够大幅度提高纤维材料的吸油量，同时还具有可重复使用性。为解决水面油污治理提供了一种重要途径，具有重要的理论意义和实际应用价值。
　　本文通过熔喷纺丝技术，采用热塑性聚氨酯弹性体（TPU）和热塑性聚酯弹性体（TPEE）分别和聚丙烯（PP）组成共混体系，进行熔喷纺丝，制备出了具有螺旋结构的微纳米纤维。通过单因子实验，分析了工艺条件、原料配比、原料性能及喷丝板结构对螺旋纤维形貌的影响。得出共混体系熔喷加工的适宜工艺条件为：聚合物熔体温度为220℃-250℃；热空气温度比聚合物熔体温度高出20℃-30℃；接收距离为15cm。且当两种组份的配比在一定的范围内（PP/TPU中TPU的质量百分比为14％-17％， PP/TPEE中TPEE的质量百分比为16％-24％），利用螺旋型喷头和粉末状的原料时，可以制备出形貌良好的熔喷螺旋结构微纳米纤维。
　　对制备出的形貌最优的PP/TPU和PP/TPEE熔喷螺旋结构微纳米纤维无纺布的吸油性能进行测试，并与常用吸油材料熔喷聚丙烯无纺布和纺粘聚丙烯无纺布进行了对比。PP/TPU和PP/TPEE的最大吸油量分别为57g/g、45g/g；与水的接触角分别为136°、134°，均大于110°，具有较强的疏水性；油滴滴到表面上很快被纤维吸收，表现出超强的亲油性，可以有效的用于油水分离；循环使用三次后，最大吸油量变化很小，具有良好的重复使用性，降低了原料成本。因此，螺旋结构的微纳米纤维在油污处理方面具有很大的应用空间。

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第一章 绪论

1.1 自然界中螺旋结构简介

1.2 螺旋结构纤维的制备技术

1.3 熔喷技术

1.4 本课题研究的意义与目的

1.5 课题研究内容

第二章 熔喷制备螺旋结构微纳米纤维的实验设计

2.1 实验原料

2.2 实验设备

2.3 制备工艺的设计

2.4 本章小结

第三章 制备PP/TPU螺旋结构微纳米纤维的分析

3.1 PP/TPU螺旋结构微纳米纤维形成机理的探索研究

3.2 实验结果与分析

3.3 喷丝板结构及原料形态对螺旋纤维形态的影响

3.4 本章小结

第四章 制备PP/TPEE螺旋结构微纳米纤维的分析

4.1 实验结果与分析

4.2 本章小结

第五章 熔喷螺旋结构微纳米纤维吸油性研究

5.1 实验部分

5.2 实验结果与分析

5.2 本章小结

第六章 总结

6.1 结论

6.2 存在的问题和展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文情况

致谢