双组份非织造过滤材料性能研究

摘要

在环境形式越来越严峻的今天，高效过滤材料开发与应用是目前过滤领域关注的一个热点话题，为此国内外都已经投入了大量的财力、物力对高效低阻过滤材料进行深入的科研工作。通过使用超细纤维来提高过滤材料的过滤效率是生产高效过滤材料的重要手段，目前已经成功应用的主要是熔喷非织造材料和静电纺丝材料。虽然这两种材料都有效的提高了过滤性能，但是它们仍有需要改进的地方。例如，静电纺丝材料和熔喷非织造材料都存在机械强力低的问题，需要能为其提供强力支撑的基布;静电纺丝技术的生产效率低，不能满足商业化对大批量生产的要求。
　　双组份非织造材料作为一种新型的超细纤维产品，具有独特的性能。开纤后的双组份纤维不仅在纤维细度上有很大改善，而且橘瓣纤维的特殊截面形状更在很大程度上提高了超细纤维及其集合体的比表面积，且长丝结构也赋予了材料优良的机械和使用性能。本课题对海岛型和橘瓣型双组份非织造材料的成型工艺、开纤技术和工艺以及过滤性能等方面进行了系统的研究。
　　首先，本课题对COPET/PA海岛纤维及其非织造材料的碱处理工艺进行了研究，并考察了面密度和失重率对海岛型非织造材料过滤性能的影响。研究结果表明:在开纤率为97％的条件下面密度达到120g/m2或在面密度为150g/m2的条件下开纤率达到55％以后材料的过滤阻力迅速增大，导致过滤品质因数较小。
　　其次，本课题利用纺粘水刺技术制备橘瓣型双组份非织造材料，考察了面密度对材料开纤效果、机械性能和过滤性能的影响。研究结果表明:随着面密度的增加，托网帘速度减小，在相同水针压力配置下，高面密度材料获得的水针总能量大，因此材料的开纤率提高;材料的拉伸断裂性能、撕裂性能和顶破性能增强;材料的孔隙率下降、孔径减小、透气性下降、过滤效率和过滤阻力增大。
　　最后，本课题考差了水刺开纤技术中水针压力和水针能量对材料开纤效果、机械性能和过滤性能的影响。研究结果表明:相同面密度时，随着水刺压力的增大，纤网吸收的单位水针能量增大，材料开纤率增大;材料拉伸断裂性能和顶破性能增大，而撕裂性能先增大后减小;材料的孔隙率小幅下降、透气性和过滤阻力增大，但是孔径以及过滤效率的变化依材料面密度的变化而不同。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景

1．2 过滤材料发展历程

1．3 超细纤维的生产方法

1．4 超细纤维的应用

1．5 本课题研究的目的和内容

第二章 超细纤维过滤材料研究进展

2．1 超细纤维过滤材料研究的理论基础

2．1．1 过滤过程

2．1．2 过滤机理

2．1．3 纤维截面特性

2．2 超细纤维过滤材料研究进展

第三章 双组份超细纤维及其非织造材料的加工技术

3．1 双组份超细纤维

3．1．1 橘瓣纤维

3．1．2 海岛纤维

3．2 双组份超细纤维非织造材料加工方式

3．2．1 成型工艺

3．2．2 开纤工艺

第四章 海岛型双组份非织造材料的过滤性能研究

4．1 海岛型双组份非织造材料制备

4．1．1 海岛型双组份非织造材料工艺流程

4．1．2 海岛纤维碱处理工艺

4．1．3 非织造材料成型工艺

4．1．4 非织造材料开纤工艺

4．2 开纤率

4．3 过滤性能测试与分析

4．3．1 测试方法

4．3．2 性能分析

第五章 橘瓣型双组份非织造材料的制备及性能测试

5．1 橘瓣型双组份非织造材料制备工艺流程

5．1．1 实验原料

5．1．2 PET／PA6橘瓣型双组份纺粘水刺工艺流程

5．2 橘瓣型双组份超细纤维非织造材料制备

5．2．1 纺粘工艺设计

5．2．3 水刺工艺设计

5．3 性能测试

5．3．1 橘瓣纤维性能测试

5．3．2 非织造材料基本性能测试

5．3．3 非织造材料过滤性能测试

第六章 橘瓣型双组份非织造材料性能分析

6．1 基本性能分析

6．1．1 开纤效果

6．1．2 材料面密度对材料物理机械性能的影响

6．1．3 水针能量对物理机械性能的影响

6．2 生产工艺与过滤性能

6．2．1 材料面密度对过滤性能的影响

6．2．2 水针能量对过滤性能的影响

6．3 材料结构与过滤性能

6．3．1 体积密度对过滤性能的影响

6．3．2 开纤率对过滤性能的影响

6．4 橘瓣型双组份非织造材料开纤率间接表征方法

6．5 两种双组份非织造材料过滤性能对比

第七章 结论与展望

7．1 结论

7．2 展望

参考文献

攻读硕士期间发表的论文

致谢