纺粘熔喷非织造布纤网细观结构及其过滤性能
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目前熔喷无纺布在过滤材料领域的应用非常广泛。
自从20世纪70年代以来,各种荷电技术以及通过混合不同纤维的带电技术等各具特色的带静电过滤器得到了开发和利用。
其直接的结果是导致了现在的静电驻极工艺。
目前的驻极方法主要有静电纺丝法、电晕充电法、摩擦起电法、热极化法、低能电子束轰击打法、纯水喷射法等,由于材料的静电驻极工艺不同,所形成的驻极体的性质亦大不相同,过滤性能提升和静电持久性有差异。
熔喷无纺布本身的过滤性能其实只有70%以下的,纯粹靠熔喷超细纤维的纤维细、空隙小、孔隙率高的纤维三维集合体的机械阻挡作用是不够的。
不然,一味增加材料克重厚度反而会大大增加过滤阻力。
所以熔喷过滤材料普遍都是会通过静电驻极的工艺对熔喷布进行添加静电电荷效应,利用静电的方法提升过滤效率,可以达到%到%。
也就是达到KN95标准或以上。
驻极体空气过滤材料利用纤维本身驻极性,对粉尘静电吸附,捕获细菌和病毒。
聚丙烯熔喷纤维驻极的带电不同于普通材料摩擦带的电荷。
用摩擦起电的方式吸引纸碎去判断熔喷是否带电和口罩是否有过滤性能是不科学的。
摩擦起电是暂时带电,是表面电荷被暂时聚集的现象。
摩擦带电是表面极化的正负电荷,而驻极体纤维的电荷是在驻极工艺时通过外加高压电荷额外加上去的内部电荷。
这些电荷随着驻极母粒纳米形式分散在熔喷超细纤维多孔内部结构里。
熔喷材料本身拒水加上超细纤维的阻隔,这些电荷被牢牢的锁在内部,只有微细颗粒进入熔喷层内部时,静电作用和超细纤维结构就开始发挥作用。
所谓静电是因为聚丙烯熔喷材料本身是绝缘的,也是一种驻极材料,所以电荷不会随意中和,随意散失。
通过额外高压放电的电荷在纤维内部保存,时间较久,带电量充足,而且是多种电荷共同存在,不是摩擦起电的一种电荷,用宏观吸附不能直接反应微观电荷性能。
以超细纤维三维聚集高孔隙率和纤维开放式静电驻极体性能提供高效低阻的过滤品质。
驻极抗菌熔喷布的作用机理是驻极体产生的强静电场和微电子流刺激细菌,使其蛋白质和核酸变异损伤,破坏细菌的表面结构,导致细菌死亡,电气石本身释放负离子阻断了一些细菌微生物的代谢过程,这包括呼吸系统,酶的活性,来自细胞壁的物质传递,从而抑制细菌细胞起到抗菌作用。
熔喷法非织造布基本知识一、熔喷法非织造布熔喷技术源于20世纪50年代,是冷战时期,美国海军为了收集高层大气中的放射性微粒而研发的一种制造具有超细过滤效果材料的空气过滤技术。
熔喷法非织造布生产工艺(Melt Blown)是一种由熔体直接纺丝成网工艺,熔喷法非织造布是采用熔喷法工艺制造的非织造布。
常将熔喷法非织造布简称成为熔喷布,用“M”,“MB”代表熔喷法非织造布生产系统或产品。
二、熔喷法非织造布生产工艺图1熔喷法非织造布工艺流程示意图注:图中的T—温度,F—流量,V—速度目前,熔喷法非织造布生产工艺主要有Exxon和Biax两种,其中绝大部分为埃克森(Exxon)工艺,其特点是采用单排喷丝孔,高温的聚合物熔体从喷丝板中央的喷丝孔喷出,然后被从两侧以一定角度吹出的高温气流牵伸,最后在收集装置上依靠纤维的余热自固结成熔喷布。
三、熔喷法非织造布生产线的组成熔喷法生产线的设备简单,各系统的功能与基本设备包括:1.熔体制备系统,将聚合物原料加工成品质均匀,压力稳定的纺丝熔体:原料输送、计量混合、螺杆挤压机、熔体过滤器、纺丝泵;2.牵伸气流系统,产生高温牵伸气流:牵伸风机、空气加热器;3.纺丝系统,将熔体纺制成超细纤维:纺丝箱、喷丝板组件;4.接收装置,接收纤网并凝聚成布:接收装置、成网风机;5.收卷装置,收卷熔喷布并进行分切:卷绕机四、熔喷法非织造布生产工艺流程熔喷法非织造布生产工艺具有工艺流程短(从投料到形成产品仅需十多分钟时间),图2 熔喷法非织造布的生产流程聚合物原料由输送装置经过计量、混合后,进入螺杆挤压机加工熔融成为熔体。
在滤除杂质后,进入纺丝泵(计量泵)。
经过计量加压后,即成为压力稳定、流量稳定、分布均匀的熔体,这些高温熔体进入纺丝箱后,由其内部的熔体通道均匀分配至喷丝组件。
另一方面,由牵伸风机产生的压力气流进入空气加热器后,便成为高温的牵伸气流,由管道送入纺丝箱内的牵伸气流通道,然后从喷丝板两侧的通道对着从熔喷头喷出的熔体喷射,熔体在这种高温、高速气流的作用下被牵伸成微米级的超细纤维。
非织造布和织物过滤材料比较分析随着过滤产品在工业和生活中的广泛应用,不同种类的过滤材料也在不断发展和更新,其中包括非织造布和织物过滤材料。
本文将从材质、结构、性能和应用等方面进行比较分析,以探讨两者各自的优缺点及适用范围。
1.材质非织造布(Nonwoven Fabric)是由一系列纤维或片状材料通过机械、热力或化学处理等加工技术形成的纤维网状结构材料。
其原材料包括纤维素、聚合物、硅酸盐、金属等,可以根据需要选择不同材质的纤维进行生产。
而织物(Fabric)则主要由纺织工艺加工而成,一般采用天然纤维、化纤、合成纤维等进行织造。
2.结构非织造布的结构比较松散,大部分是无序排列的纤维网,其密度和孔隙率、厚度等可根据不同产品的需求进行调整。
而织物的结构相对较为紧密,由多根经纬线交织而成,多为有规律的编织、针织或绕组结构。
3.性能由于材质和结构的区别,非织造布和织物过滤材料也具有不同的性能特点。
非织造布具有较好的透气性、吸湿性和柔软度,且可根据不同工艺进行防水、防油处理;其孔隙率大、过滤效率高、使用寿命长,但耐腐蚀性较差,易受机械损伤或温度变化而产生变形。
织物过滤材料具有均匀的网状结构,耐磨性和抗压性能也较好,适用于一些高压高温的过滤工作,但对于某些细小颗粒物的过滤效果不如非织造布。
4.应用由于各自的特点不同,非织造布和织物过滤材料的应用范围也有所区别。
非织造布主要应用于制作口罩、卫生巾、湿巾等消费品,以及空气过滤器、水处理过滤器、电力装备过滤器等工业用品。
而织物过滤材料则广泛应用于建筑、汽车、空调等领域,如空气净化器、汽车油滤器、水处理过滤器等。
总之,非织造布和织物过滤材料各自具有不同的优缺点和应用范围,在选择和应用时需要根据具体的产品需求进行合理选择。
未来,随着新材料、新工艺的不断涌现,这两种过滤材料也将不断发展和完善,为各行业领域提供更加高效、环保、经济的过滤解决方案。
SMS复合丙纶非织造布首先,我们来看一下SMS复合丙纶非织造布的结构。
SMS复合丙纶非织造布由聚丙烯纺丝层、熔喷层和丙纶无纺布层组成。
其中,聚丙烯纺丝层是由聚丙烯材料通过纺丝工艺制成的纤维层,具有较高的强度和柔软性。
熔喷层是由熔喷工艺产生的微细纤维层,具有优异的过滤性能和阻隔性能。
丙纶无纺布层是由丙纶纤维通过无纺工艺制成的纤维层,具有较好的透气性和舒适性。
接下来,我们来介绍SMS复合丙纶非织造布的制备方法。
首先,将聚丙烯材料通过熔融纺丝工艺制成纺丝状的聚丙烯纤维。
然后,将纺丝状的聚丙烯纤维和熔喷细纤维一起通过熔融熔喷工艺,使其相互结合形成熔喷层。
最后,将丙纶纤维通过无纺工艺制成无纺布层。
通过热压等复合工艺,将聚丙烯纺丝层、熔喷层和无纺布层结合在一起,形成SMS复合丙纶非织造布。
SMS复合丙纶非织造布具有多种优异性能。
首先,它具有较高的强度和抗拉性能,能够承受较大的拉伸力。
其次,由于具有熔喷层,SMS复合丙纶非织造布具有优异的过滤性能和阻隔性能,能够有效过滤微小颗粒和阻隔液体和气体。
此外,SMS复合丙纶非织造布具有较好的透气性和舒适性,能够保持皮肤干爽和舒适。
SMS复合丙纶非织造布在医疗卫生领域有着广泛的应用。
例如,它可以用于一次性外科手术服、防护服、手术帽、口罩等医疗防护用品的制造。
由于SMS复合丙纶非织造布具有优异的过滤性能和阻隔性能,可以有效阻隔微生物和液体,起到保护医务人员和病人的作用。
此外,SMS复合丙纶非织造布还可以应用于工业领域,例如用于过滤材料、油水分离膜等。
由于SMS复合丙纶非织造布具有较好的过滤性能,能够过滤微小颗粒和分离油水等物质。
综上所述,SMS复合丙纶非织造布是一种具有多种优良性能的新型纺织材料。
它由聚丙烯纺丝层、熔喷层和丙纶无纺布层组成,具有较高的强度和柔软性,优异的过滤性能和阻隔性能,以及较好的透气性和舒适性。
在医疗卫生领域和工业领域有着广泛的应用前景。
第31卷㊀第5期2023年9月现代纺织技术AdvancedTextileTechnologyVol.31ꎬNo.5Sep.2023DOI:10.19398∕j.att.202302039SiO2 ̄Ag气凝胶∕PLA复合熔喷非织造材料的制备及其空气过滤性能崔小港ꎬ丰江丽ꎬ刘㊀鹏ꎬ杨潇东ꎬ朱斐超ꎬ于㊀斌ꎬ孙㊀辉(1.浙江理工大学纺织科学与工程学院ꎬ杭州㊀310018ꎻ2.浙江省现代纺织技术创新中心ꎬ浙江绍兴㊀312000)㊀㊀摘㊀要:为提升聚乳酸(PLA)熔喷非织造材料的空气过滤性能ꎬ通过溶胶 ̄凝胶法制备出掺杂Ag的SiO2气凝胶(SiO2 ̄Ag)ꎬ并采用熔融共混法获得不同比例的SiO2 ̄Ag∕PLA共混材料ꎬ经熔喷加工制备出SiO2 ̄Ag∕PLA复合熔喷非织造材料ꎮ通过对复合熔喷材料的表面形貌㊁结构㊁空气过滤和力学性能进行表征ꎬ结果表明:SiO2 ̄Ag能够均匀分布于PLA基体中ꎬ随着SiO2 ̄Ag含量的增加ꎬ复合熔喷材料的平均纤维直径和孔径略有增大ꎬ过滤效率与拉伸强度先增加后减小ꎬ过滤阻力下降ꎬ透气率和品质因子提高ꎮ当SiO2 ̄Ag质量分数为3%时ꎬSiO2 ̄Ag∕PLA复合熔喷材料的综合性能最佳ꎮ关键词:聚乳酸ꎻ掺杂银二氧化硅气凝胶ꎻ生物可降解ꎻ复合熔喷材料ꎻ空气过滤中图分类号:TS176㊀㊀㊀文献标志码:A㊀㊀㊀文章编号:1009 ̄265X(2023)05 ̄0049 ̄09收稿日期:20230227㊀网络出版日期:20230403基金项目:国家自然科学基金项目(52203050)ꎻ浙江省自然科学基金项目(LTGS23E030005)作者简介:崔小港(1997 )ꎬ男ꎬ河南滑县人ꎬ硕士研究生ꎬ主要从事熔喷非织造材料功能改性方面的研究ꎮ通信作者:孙辉ꎬE ̄mail:wlzxjywl@126.com㊀㊀工业的快速发展造成了空气污染ꎬ严重危害人类呼吸健康ꎮ根据世界卫生组织数据显示ꎬ全球约90%的人受空气污染的影响ꎬ仅空气污染每年造成700多万人死亡[1]ꎮ使用空气过滤材料是改善空气质量的有效方法ꎬ其中熔喷非织造材料由于具有比表面积大㊁透气性可调㊁硬度适中㊁生产效率高等特点[2]ꎬ是目前主要的产业用空气过滤材料ꎮ还被广泛用于油水分离[3]㊁防护服[4]㊁重金属吸附[5]㊁隔音材料[6]㊁吸油材料[7]等领域ꎮ然而ꎬ目前空气过滤用熔喷非织造材料所用生产原料大多是不可再生的石油基高分子材料聚丙烯ꎬ且使用后不可降解ꎬ给资源和环境带来极大的负担[8]ꎮ聚乳酸(PLA)是一种生物可降解的热塑性脂肪族聚酯ꎬ具有良好的可加工性和力学性能ꎮ现今ꎬPLA熔喷非织造材料已经实现了产业化加工ꎮ然而ꎬ仅以PLA为原料制备出的熔喷非织造材料性能单一ꎬ空气过滤性能也相对较差ꎮ目前改善空气过滤用熔喷非织造材料性能的研究主要集中在减小纤维直径㊁驻极处理和功能改性这三方面[9]ꎮ减小过滤材料的纤维直径可以提升过滤效率ꎬ但需要耗费大量研发生产成本ꎬ降低工作效率ꎮ驻极处理可以在不增加过滤阻力的情况下大幅提高材料空气过滤效率ꎬ但是过滤材料会因环境温湿度的变化和使用时间的延长而逐渐导致过滤效率下降[10]ꎮ共混改性作为一种简单㊁有效的改性方法ꎬ可以让一种材料兼备多种功能ꎮ二氧化硅(SiO2)气凝胶具有孔隙率高㊁比表面积大㊁密度低ꎬ以及孔径可调等优点[11 ̄12]ꎬ被广泛应用于吸附领域[13]㊁过滤领域[14]和催化剂载体[15]ꎮ目前对SiO2气凝胶的改性研究主要有通过有机 ̄无机杂化来提升其机械性能[16]ꎬ以及通过在前驱体中引入铝[17]㊁镐[18]等金属元素掺杂改性来提升其耐高温性能ꎮ本文以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源ꎬ甲基三乙氧基硅烷(MTES)为疏水改性剂ꎬ硝酸银(AgNO3)为Ag粒子源ꎬ通过溶胶 ̄凝胶法ꎬ经原位掺杂制备出SiO2 ̄Agꎬ然后采用熔融共混法制备了不同质量比的SiO2 ̄Ag∕PLA共混材料ꎬ最后进一步加工为SiO2 ̄Ag∕PLA复合熔喷非织造材料ꎬ并对其表面形貌㊁组成㊁结构㊁过滤性能和力学性能等进行研究ꎮ期望本文的研究能够为PLA基熔喷空气过滤材料的功能改性提供新思路ꎮ1㊀实㊀验1.1㊀实验材料和仪器实验材料:PLA(6252Dꎬ熔喷级ꎬ美国NatureWorks)ꎻ正硅酸乙酯(TEOSꎬ上海麦克林生化科技有限公司)ꎻ甲基三乙氧基硅烷(MTESꎬ上海麦克林生化科技有限公司)ꎻ正己烷(分析纯ꎬ浙江腾宇新材料科技有限公司)ꎻ氨水(分析纯ꎬ杭州高晶精细化工有限公司)ꎻ硝酸(分析纯ꎬ上海凌峰化学试剂有限公司)ꎻ硝酸银(分析纯ꎬ常州市国宇环保科技有限公司)ꎮ实验仪器:高速混合机(SHRꎬ苏州生光塑料机械有限公司)ꎻ同向双螺杆挤出机(TSE ̄30Aꎬ南京瑞亚挤出机械制造有限公司)ꎻ切粒机(SCQ ̄200ꎬ华冠捏合机制造有限公司)ꎻ微型熔喷机(LM1680 ̄400ꎬ嘉兴隆曼测控技术有限公司)ꎻ热场发射扫描电子显微镜(Vltra55ꎬ德国CarlZeiss公司)ꎻ傅里叶红外光谱仪(Nicoletis50ꎬ美国Nicolet公司)ꎻX射线衍射仪(D8discoverꎬ德国BrukerAXS公司)ꎻ孔径仪(PSM165ꎬ德国TOPAS公司)ꎻ透气性测试仪(YG461Eꎬ温州方圆仪器有限公司)ꎻ滤料试验台(SX ̄L1050ꎬ苏州苏信净化设备公司)ꎻ万能试验机(Instron ̄3369ꎬ美国Instron公司)ꎮ1.2㊀材料的制备1.2.1㊀SiO2 ̄Ag的制备将TEOS㊁无水乙醇㊁去离子水按1ʒ3ʒ1(摩尔比)置于烧杯中ꎬ搅拌均匀ꎬ硝酸调节pHʈ3ꎬ使溶液在50ħ水浴条件下水解100minꎮ逐滴加入AgNO3溶液(Ag与Si摩尔比为5ʒ100)ꎬ继续避光反应2hꎬ得到SiO2 ̄Ag溶胶ꎬ再加入氨水碱化后的乙醇溶液ꎬ搅拌均匀ꎬ溶胶开始凝固ꎮ进一步对SiO2 ̄Ag水凝胶依次进行静置㊁老化㊁置换㊁MTES疏水改性㊁洗涤㊁80ħ条件下常压干燥ꎬ最后利用纳米研磨机研磨至纳米颗粒ꎬ在400ħ保温热处理1hꎬ升温速率为5ħ∕minꎬ得到SiO2 ̄Ag粉末ꎬ具体制备流程见图1ꎮ图1㊀SiO2 ̄Ag的制备流程Fig.1㊀PreparationprocessofSiO2 ̄Ag1.2.2㊀SiO2 ̄Ag∕PLA复合熔喷材料的制备按照表1中的质量配比将PLA和SiO2 ̄Ag在80ħ条件下干燥12hꎬ并在高速混合机中混合均匀ꎬ然后经双螺杆挤出机熔融共混㊁切粒后进入熔喷设备ꎬ在料桶压力下从喷丝孔挤出ꎬ受喷丝孔周围高温㊁高速热风牵伸ꎬ共混材料被拉伸成纤维后ꎬ均匀收集在下方的接收辊表面ꎬ最后纤维间依靠余热相互粘结形成SiO2 ̄Ag∕PLA复合熔喷非织造材料ꎮ复合熔喷材料的具体加工流程见图2ꎮ05 现代纺织技术第31卷表1㊀SiO2 ̄Ag∕PLA复合熔喷材料的质量配比Tab.1㊀MassratiosofSiO2 ̄Ag∕PLAcompositesmelt ̄blownmaterials编号试样PLASiO2 ̄AgM1#纯PLA1000M2#1%(SiO2 ̄Ag)∕PLA991M3#3%(SiO2 ̄Ag)∕PLA973M4#5%(SiO2 ̄Ag)∕PLA9551.3㊀测试与表征1.3.1㊀SEM测试采用扫描电子显微镜观察镀金后的SiO2 ̄Ag㊁纯PLA及SiO2 ̄Ag∕PLA复合熔喷材料的表面形貌ꎮ1.3.2㊀EDS测试采用X射线能谱仪对SiO2 ̄Ag㊁纯PLA及SiO2 ̄Ag∕PLA复合熔喷材料进行元素分析ꎬ观察SiO2 ̄Ag㊁纯PLA及SiO2 ̄Ag∕PLA复合熔喷材料的元素组成ꎮ图2㊀纯PLA及SiO2 ̄Ag∕PLA复合熔喷材料的加工流程Fig.2㊀ProcessingflowofpurePLAandSiO2 ̄Ag∕PLAcompositemelt ̄blownmaterials1.3.3㊀FT ̄IR测试采用傅里叶红外光谱仪对SiO2 ̄Ag㊁纯PLA及SiO2 ̄Ag∕PLA复合熔喷材料的化学结构进行表征ꎬ扫描范围500~4000cm-1ꎬ扫描次数32次ꎮ1.3.4㊀XRD测试采用X射线衍射仪对SiO2 ̄Ag晶形结构进行测试分析ꎬ样品扫描范围10ʎ~80ʎꎬ扫描速率5(ʎ)∕minꎮ1.3.5㊀平均孔径测试采用冒泡法ꎬ使用孔径仪对纯PLA及SiO2 ̄Ag∕PLA复合熔喷材料平均孔径进行测试ꎬ每个试样测试3次ꎬ取平均值ꎮ1.3.6㊀过滤性能测试根据GB2626 2019«呼吸防护㊀自吸过滤式防颗粒物呼吸器»ꎬ采用滤料试验台对纯PLA及SiO2 ̄Ag∕PLA复合熔喷材料过滤性能进行测试ꎬ试样直径:15cmꎻ气溶胶粒子直径:0.3μmꎻ空气流速:32L∕minꎻ每个试样检测五次ꎬ取平均值ꎮ根据GB∕T5453 1997«纺织品㊀织物透气性的测定»ꎬ采用透气性测试仪对纯PLA及SiO2 ̄Ag∕PLA复合熔喷材料的透气性能进行测试ꎬ试样面积:20cm2ꎻ试样压差:200Paꎻ每个试样检测五次ꎬ取平均值ꎮ1.3.7㊀力学性能测试根据GB∕T24218.3 2010«非织造布实验方法»ꎬ采用万能试验机在室温和常压下ꎬ对纯PLA及SiO2 ̄Ag∕PLA复合熔喷材料的力学性能进行测试ꎮ沿样品纵向剪取大小为150mmˑ50mmꎬ设定拉伸试验仪的名义夹持距离为100mmꎬ拉伸速度为100mm∕minꎬ每个试样重复测试5次ꎬ记录拉伸曲线ꎮ2㊀结果与讨论2.1㊀SiO2 ̄Ag的一般特性分析图3分别是SiO2 ̄Ag的SEM㊁EDS㊁FT ̄IR和XRD谱图ꎮ从图3(a)中可以看出ꎬSiO2 ̄Ag是由纳米胶体粒子相互堆积形成的三维多孔网络结构ꎮ从图3(b)中可以看到ꎬSiO2 ̄Ag中除了含有C㊁O㊁Si这3种元素ꎬ还含有Ag元素ꎬ可见Ag纳米粒子成功掺杂到SiO2气凝胶中ꎮ在图3(c)中ꎬ800cm-1和1080cm-1处的峰分别代表Si O Si键的对称伸缩振动和不15第5期崔小港等:SiO2 ̄Ag气凝胶∕PLA复合熔喷非织造材料的制备及其空气过滤性能对称伸缩振动ꎬ证实了SiO2 ̄Ag的Si O Si框架结构[19]ꎮ在大约1275cm-1处的峰对应Si C键ꎬ2980cm-1处的峰代表 CH3基团的反对称伸缩振动ꎬ表明气凝胶骨架中含有甲基基团ꎬ疏水改性有一定成效ꎮ在1625cm-1和3458cm-1处的吸收峰代表 OH基团的弯曲振动和反对称伸缩振动ꎬ这是空气中的水分影响造成ꎮ从图3(d)中发现ꎬ在2θ=20ʎ~30ʎ范围内出现一个弥散的宽衍射峰ꎬ在2θ=38.11ʎ㊁44.29ʎ㊁64.44ʎ㊁77.39ʎ处出现多个尖衍射峰ꎬ分别对应(111)㊁(200)㊁(220)㊁(311)晶面的面心立方结构的Agꎬ与标准卡片(JCPPDS87 ̄0717)相一致ꎬ这一结果也表明Ag纳米粒子成功掺杂在SiO2气凝胶基质中ꎮ由以上结果可以得出ꎬSiO2 ̄Ag被成功合成ꎮ㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀图3㊀SiO2 ̄Ag的(a)SEM㊁(b)EDS㊁(c)FT ̄IR和(d)XRD谱图Fig.3㊀(a)SEMꎬ(b)EDSꎬ(c)FT ̄IRand(d)XRDspectraofSiO2 ̄Ag2.2㊀SEM分析图4(a) (d)是纯PLA及SiO2 ̄Ag∕PLA复合熔喷材料的SEM图ꎮ从图4(a)中可以看出ꎬ纯PLA熔喷材料纤维表面较为光滑ꎮ在图4(b) (d)中ꎬ随着SiO2 ̄Ag含量的增加ꎬ纤维表面的SiO2 ̄Ag逐渐增多ꎬ使得纤维表面粗糙程度逐渐增加ꎮ整体来看ꎬSiO2 ̄Ag∕PLA复合熔喷材料表面颗粒分布比较均匀ꎬ且纤维直径分布都比较集中ꎬ说明PLA中混入SiO2 ̄Ag后ꎬ仍保持了较好的可纺性ꎮ图4(aᶄ) (dᶄ)是纯PLA及SiO2 ̄Ag∕PLA复合熔喷材料的纤维直径分布图ꎮ从图4(aᶄ)中可以看出ꎬ纯PLA熔喷材料纤维直径主要分布于0.8~2.4μmꎬ平均直径约为1.62μmꎬ在图4(bᶄ) (dᶄ)中ꎬ随着SiO2 ̄Ag含量的增加ꎬ复合熔喷材料的纤维直径分布区间和平均直径逐渐增加ꎬ这主要是因为存在于PLA纤维内部或纤维表面的SiO2 ̄Ag逐渐增多ꎬ使得纤维平均直径逐渐变大ꎮ 25 现代纺织技术第31卷图4㊀纯PLA及SiO2 ̄Ag∕PLA复合熔喷材料SEM和纤维直径分布Fig.4㊀SEMandthefiberdiameterdistributionofpurePLAandSiO2 ̄Ag∕PLAcompositemelt ̄blownmaterials 35第5期崔小港等:SiO2 ̄Ag气凝胶∕PLA复合熔喷非织造材料的制备及其空气过滤性能2.3㊀EDS分析表2是纯PLA及SiO2 ̄Ag∕PLA复合熔喷材料元素含量表ꎮ纯PLA熔喷材料只包含C㊁Oꎬ随着SiO2 ̄Ag的加入ꎬ复合熔喷材料中开始出现Si和Agꎬ并随着SiO2 ̄Ag比例的增加而增大ꎬ说明SiO2 ̄Ag成功混入PLA基体中ꎮ表2㊀纯PLA及SiO2 ̄Ag∕PLA复合熔喷材料元素含量Tab.2㊀ElementcontentofpurePLAandSiO2 ̄Ag∕PLAcompositemelt ̄blownmaterials试样C∕%O∕%Si∕%Ag∕%M1#51.6248.380.000.00M2#53.7145.890.330.07M3#53.0545.361.320.27M4#53.6444.091.560.712.4㊀FT ̄IR分析图5是纯PLA及SiO2 ̄Ag∕PLA复合熔喷材料的FT ̄IR谱图ꎮ在纯PLA的FT ̄IR谱图中ꎬ754cm-1处是C H的面外弯曲振动峰ꎬ866cm-1处是C C的伸缩振动峰ꎬ1083㊁1127cm-1以及1180cm-1处是C O的伸缩振动峰ꎬ1361cm-1和1454cm-1处是 CH3的弯曲振动峰ꎬ1749cm-1处是C O的伸缩振动峰ꎬ2995cm-1处是 CH3的伸缩振动峰ꎮ加入SiO2 ̄Ag后ꎬSiO2 ̄Ag∕PLA复合熔喷材料的以上PLA特征峰基本不变ꎬ这表明SiO2 ̄Ag与PLA基体之间无明显化学作用ꎮ图5㊀纯PLA及SiO2 ̄Ag∕PLA复合熔喷材料的FT ̄IR谱图Fig.5㊀FT ̄IRspectraofpurePLAandSiO2 ̄Ag∕PLAcompositemelt ̄blownmaterials2.5㊀平均孔径分析图6是纯PLA及SiO2 ̄Ag∕PLA复合熔喷材料的平均孔径曲线ꎮ纯PLA熔喷材料的孔径主要分布在6~10μmꎬ平均孔径约为8.37μmꎮ随着SiO2 ̄Ag比例的增加ꎬ复合熔喷材料的孔径分布和平均孔径不断增大ꎬ当SiO2 ̄Ag比例为5%时ꎬ复合熔喷材料孔径分布主要集中在8~12μmꎬ平均孔径约为9.29μmꎮ这是因为纤维平均直径增大导致纤维间平均孔径增大ꎮ图6㊀纯PLA及SiO2 ̄Ag∕PLA复合熔喷材料的平均孔径Fig.6㊀AverageporesizeofpurePLAandSiO2 ̄Ag∕PLAcompositemelt ̄blownmaterials2.6㊀过滤性能分析图7是纯PLA及SiO2 ̄Ag∕PLA复合熔喷材料的过滤效率㊁过滤阻力和透气率曲线图ꎮ从图7中可以看到ꎬ加入SiO2 ̄Ag后ꎬSiO2 ̄Ag∕PLA复合熔喷材料的过滤效率均高于纯PLA熔喷材料ꎮ这是因为加入SiO2 ̄Ag后ꎬ纤维表面存在许多SiO2 ̄Ag颗粒ꎬ并且由于SiO2 ̄Ag多孔的结构特性ꎬ使得纤维比表面积增大ꎮ当SiO2 ̄Ag加入的质量分数为1%和3%时ꎬ复合熔喷材料的空气过滤效率不断增加(3%时较纯PLA熔喷材料增长了37.99%)ꎬ而SiO2 ̄Ag加入的质量分数达到5%时ꎬ由于复合熔喷材料的平均纤维直径增大ꎬ且纤维间平均孔径也增加ꎬ导致过滤效率开始有所下降ꎮ从图7中还可以看到ꎬ随着SiO2 ̄Ag含量的增加ꎬ复合熔喷材料的过滤阻力下降ꎬ而透气率明显升高ꎬ这是由于SiO2 ̄Ag加入后ꎬ复合熔喷材料的纤维间平均孔径不断增大ꎮ从图7中可以看出ꎬ过滤效率同过滤阻力产生矛盾ꎬ过滤效率较高时过滤阻力也会较高ꎬ单独用其中一种指标来评价过滤材料性能会失之偏颇ꎬ所以用品质因子作为评价过滤材料过滤性能的综合指标ꎮ具体计算如式(1)[20]:QF=-ln(1-η)Δp(1)45 现代纺织技术第31卷式中:品质因子QFꎬPa-1ꎻ过滤效率ηꎬ%ꎻ过滤阻力ΔpꎬPaꎮ图8是纯PLA及SiO2 ̄Ag∕PLA复合熔喷材料的品质因子曲线图ꎮ纯PLA熔喷材料的品质因子是0.013Pa-1ꎬ随着SiO2 ̄Ag含量的增加ꎬ复合熔喷材料的品质因子不断增大ꎬ当SiO2 ̄Ag质量分数为5%时ꎬ复合熔喷材料的品质因子达到0.044Pa-1ꎬ这是因为SiO2 ̄Ag的加入使得材料的比表面积增大ꎬ使得过滤效率相较于过滤阻力提升的幅度更大ꎬ因而SiO2 ̄Ag∕PLA复合熔喷材料品质因子不断提升ꎮ图7㊀纯PLA及SiO2 ̄Ag∕PLA复合熔喷材料的空气过滤性能曲线Fig.7㊀AirfiltrationperformancecurvesofpurePLAandSiO2 ̄Ag∕PLAcompositemelt ̄blownmaterials图8㊀纯PLA及SiO2 ̄Ag∕PLA复合熔喷材料的品质因子曲线Fig.8㊀QualityfactorcurvesofpurePLAandSiO2 ̄Ag∕PLAcompositemelt ̄blownmaterials2.7㊀力学性能分析图9是纯PLA及SiO2 ̄Ag∕PLA复合熔喷材料的应力 ̄应变曲线图ꎬ其对应的相关性能参数如表3所示ꎮ从表3中可以看出ꎬ纯PLA熔喷材料的拉伸强度为0.16MPaꎬ断裂伸长率为20.00%ꎮ随着SiO2 ̄Ag含量的增加ꎬSiO2 ̄Ag∕PLA复合熔喷材料的拉伸强度增加ꎬ当SiO2 ̄Ag质量分数为3%时ꎬ达到最大ꎬ为0.22MPaꎬ相较于纯PLA熔喷材料的拉伸强度增加了37.50%ꎬ而随后其值开始下降ꎮ这是因为SiO2 ̄Ag作为无机填料对材料有一定的增强作用ꎬ但含量过多时ꎬSiO2 ̄Ag在基体内会出现部分团聚ꎬ不利于材料拉伸强度的提高ꎮ另一方面ꎬ相对于纯PLA熔喷材料ꎬ复合熔喷材料的断裂伸长率随着SiO2 ̄Ag的加入略有下降ꎮ图9㊀纯PLA及SiO2 ̄Ag∕PLA复合熔喷材料的应力 ̄应变曲线Fig.9㊀Stress ̄straincurvesofpurePLAandSiO2 ̄Ag∕PLAcompositemelt ̄blownmaterials表3㊀纯PLA及SiO2 ̄Ag∕PLA复合熔喷材料的力学性能参数Tab.3㊀MechanicalpropertiesparametersofpurePLAandSiO2 ̄Ag∕PLAcompositemelt ̄blownmaterials试样拉伸强度∕MPa断裂伸长率∕%M1#0.16ʃ0.0120.00ʃ1.88M2#0.19ʃ0.0112.17ʃ1.65M3#0.22ʃ0.0116.33ʃ0.90M4#0.16ʃ0.0117.17ʃ1.593㊀结㊀论本文通过溶胶 ̄凝胶法制备了SiO2 ̄Agꎬ然后与PLA按不同质量比熔融共混ꎬ加工成SiO2 ̄Ag∕PLA复合熔喷材料ꎬ通过对其结构与性能进行表征与分析ꎬ得出以下结论:a)合成的SiO2 ̄Ag呈现出由纳米粒子相互堆积形成的三维多孔网络结构ꎬ其XRD谱图中出现了面心立方结构的Ag的衍射峰ꎬFT ̄IR谱图证实了合成的SiO2 ̄Ag具有Si O Si框架结构ꎬ同时疏水改性有一定成效ꎮ55 第5期崔小港等:SiO2 ̄Ag气凝胶∕PLA复合熔喷非织造材料的制备及其空气过滤性能b)SiO2 ̄Ag均匀分布于PLA纤维基体中ꎬ随着SiO2 ̄Ag含量的增加ꎬ纤维表面逐渐粗糙ꎬ平均纤维直径和孔径略有增大ꎻ与纯PLA熔喷材料相比ꎬ复合熔喷材料中出现了Ag与Siꎬ并且随SiO2 ̄Ag含量的增加而增加ꎮ此外ꎬ加入SiO2 ̄Ag后ꎬSiO2 ̄Ag∕PLA复合熔喷材料的化学结构未发生明显变化ꎮc)随着SiO2 ̄Ag含量的增加ꎬSiO2 ̄Ag∕PLA复合熔喷材料的过滤效率和拉伸强度均先增加后减小ꎬ而过滤阻力下降ꎬ透气量和品质因子上升ꎮ当SiO2 ̄Ag质量分数为3%时ꎬ其过滤效率和拉伸强度达到最大ꎬ相较于纯PLA熔喷材料分别增长了37.99%和37.50%ꎮ参考文献:[1]SANYALAꎬSINHA ̄RAYS.UltrafinePVDFnanofibersforfiltrationofair ̄borneparticulatematters:Acomprehensivereview[J].Polymersꎬ2021ꎬ13(11):1864. 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纺粘非织造布制备工艺与性能的关系田伟;雷新;从明芳;祝成炎【摘要】为研究纺粘非织造布生产工艺、结构及性能三者之间的关系,以聚丙烯为原料,采用多种工艺制备了纺粘非织造布,测试了纺粘非织造布的结构和透气性能,并对其孔隙率进行计算.通过对测试结果进行分析发现:当计量泵频率一定时,网帘频率增加,织物厚度、面密度减小,而孔隙率增大;当网帘频率一定时,计量泵频率增加,织物厚度和面密度呈变大的趋势,而孔隙率呈减小趋势;当计量泵频率增加到一定程度时,熔体输出量将不再对纤维直径变化产生明显影响;纺粘非织造布的透气率随试样孔隙率增大而提高,且二者呈幂函数关系.【期刊名称】《纺织学报》【年(卷),期】2015(036)011【总页数】4页(P68-71)【关键词】非织造布;纺粘法;聚丙烯;透气性能;孔隙率【作者】田伟;雷新;从明芳;祝成炎【作者单位】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,浙江杭州310018;浙江理工大学“纺织纤维材料与加工技术”国家地方联合工程实验室,浙江杭州310018;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,浙江杭州310018;浙江理工大学“纺织纤维材料与加工技术”国家地方联合工程实验室,浙江杭州310018;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,浙江杭州310018;浙江理工大学“纺织纤维材料与加工技术”国家地方联合工程实验室,浙江杭州310018;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,浙江杭州310018;浙江理工大学“纺织纤维材料与加工技术”国家地方联合工程实验室,浙江杭州310018【正文语种】中文【中图分类】TS101.8工业的迅速发展,导致空气中带有大量的悬浮颗粒,这些细小颗粒的存在已严重危害了人们的身体健康。
随着可持续发展战略的不断推进,人们日益重视对环境的保护,空气过滤在人们的生活和生产中扮演着极其重要的角色,空气过滤理论也得到了长足的发展[1-3]。
非织造布用纤维及其产品应用李虹,章伟(中原工学院,河南郑州450007)摘要:当今非织造工业发展迅猛,其纤维原料的来源广泛,产品的应用范围在不断扩大。
阐述了目前非织造布纤维的发展特点,着重说明了一些特种纤维的性能及其在非织造工业中的应用。
介绍了非织造产品的应用领域及其使用的纤维原料和采用的加工方法。
关键词:非织造工业;纤维原料;特种纤维;非织造产品;应用领域中图分类号:TS171.9 文献标识码:A 文章编号:1002 3348 (2005) 05 0019 04非织造布是纺织工业中最具潜力最有发展前途的新兴领域,被誉为纺织工业中的“朝阳工业”,其发展水平和程度已成为一个国家或地区纺织工业技术进步的重要标志之一,并在一定程度上也反映了这个国家或地区的整体工业化发展水平。
非织造布生产具有原料来源广、工艺流程短、产品产量高、成本低、生产效率高等特点,使其在过去的20多年中,一直保持着发展的势头,产品的应用范围在不断扩大。
无论是在航天航空、环保治理、农业技术、医疗保健还是人们的日常生活等领域,非织造布已成为深受产业部门重视,并且愈来愈受消费者青睐的重要产品,其市场竞争亦日趋激烈。
1非织造布用纤维非织造工业的进步很大程度依赖于纤维原料的发展。
50年前,非织造工业使用的纤维原料中天然纤维占了一半左右,当时化纤工业能提供给非织造布生产使用的原料主要是粘胶和涤纶纤维。
随着化纤工业的技术进步,今天的非织造布生产中纤维原料的使用发生了巨大变化,出现了不少非织造生产专用纤维和差别化纤维,如双组份、超细、特殊截面合纤等,可供选择的纤维原料范围愈来愈广,能够满足不同产品的使用要求。
当今非织造布用纤维的发展特点主要表现在以下两方面: 1.1化学纤维的广泛使用非织造布生产所用纤维原料中化学纤维占85%,天然纤维占15%。
化学纤维中使用最多的是聚酯(占总量的一半左右)、聚丙烯、粘胶、聚乙烯及少量聚酰胺。
与天然纤维相比,化学纤维的长度、线密度一致性好,并可按生产工艺控制纤维的长度、线密度、截面、卷曲度等性能指标,且化学纤维几乎不含杂质,这就使非织造纤维的准备工序得以简化。
非织造材料的纤维结构优化与分析非织造材料作为一种具有独特性能和广泛应用领域的新型材料,其性能在很大程度上取决于纤维的结构。
对非织造材料纤维结构的优化与分析,不仅有助于提高产品的质量和性能,还能为相关产业的发展提供有力的技术支持。
一、非织造材料及其纤维结构概述非织造材料,也被称为无纺布,是指不经传统纺纱、织造工艺过程,直接由纤维集合体通过物理、化学或机械方法形成的具有柔软、透气和平面结构的新型纤维制品。
它具有工艺流程短、生产效率高、成本低等优点,被广泛应用于医疗、卫生、过滤、包装、服装等领域。
非织造材料的纤维结构是指纤维在材料中的排列方式、分布状态和相互作用。
纤维结构的特征包括纤维的长度、直径、卷曲度、取向度等。
这些结构参数直接影响着非织造材料的物理性能,如强度、透气性、吸湿性、过滤效率等。
二、非织造材料纤维结构的优化方法1、纤维原料的选择不同种类的纤维具有不同的性能特点。
例如,天然纤维如棉、麻具有良好的吸湿性和透气性,但强度相对较低;合成纤维如聚酯、聚丙烯具有较高的强度和耐磨性,但吸湿性较差。
在选择纤维原料时,需要根据非织造材料的最终用途和性能要求,综合考虑纤维的性能特点,选择合适的纤维种类和比例,以优化纤维结构。
2、纤维预处理纤维预处理是指在纤维形成非织造材料之前,对纤维进行的一系列处理,如开松、梳理、除杂等。
通过这些处理,可以使纤维充分分散,减少纤维的缠结和并丝,提高纤维的均匀度和取向度,从而优化纤维结构。
3、成网工艺的优化成网是将纤维制成纤维网的过程,常见的成网方法有干法成网、湿法成网和聚合物直接成网等。
在成网过程中,可以通过调整工艺参数,如气流速度、喷头压力、网帘速度等,控制纤维的分布和排列,从而优化纤维结构。
4、加固工艺的选择加固是使纤维网形成具有一定强度和稳定性的非织造材料的过程,常见的加固方法有针刺、水刺、热粘合等。
不同的加固方法会对纤维结构产生不同的影响。
例如,针刺加固会使纤维在垂直于织物平面的方向上产生位移和缠结,从而增加材料的厚度和强度;水刺加固则会使纤维在水平方向上产生位移和缠结,从而提高材料的均匀度和柔软性。
熔喷法生产非织造布实验一、实验目的与要求1、了解和掌握熔喷法非织造布生产的基本原理和基本要求2、了解其生产设备的基本构造和工作原理3、掌握熔喷法非织造布生产的基本操作二、基本理论知识1、熔喷布生产的工艺流程:将高聚物树脂通过螺杆挤出机挤压熔融塑化后,通过计量泵精确计量输送喷丝组件,在高速高压热空气流的作用下拉成超细纤维,在收集装置上形成熔喷非织造布。
这些高聚物有多种,如聚丙烯、聚酯、聚酰胺等。
2、熔喷法的纺丝原理:如图一3、熔喷纤维的成布原理:经过牵伸的超细纤维随着喷射气流的膨胀而扩散,在抽吸风的引导下,均匀地铺在收集装置上利用自身余热互相粘合在一起。
调节收集装置的工艺速度及计量泵的转速便能得到各种不同规格的熔喷无纺布材料。
4、熔喷法非织造布的主要用途:由于熔喷技术生产的纤维很细,同时熔喷布具有很大的比表面积、空隙小而空隙率大,故其过滤性、屏蔽性、绝热性和吸油性等应用特性是用其他单独工艺生产的非织造布难以具备的。
所以,熔喷法非织造布广泛应用于医用和工业用口罩、保暖材料、过滤材料、医疗卫生材料、吸油材料、擦拭布、电池隔板、以及隔音材料等领域。
5、熔喷技术发展趋势:随着各种非织造布加工技术的成熟,各工艺之间相互渗透,向复杂化、复合化方向发展是当前非织造技术发展的趋势,尤其是各种工艺之间的复合愈来愈受到人们的重视。
同时采用多喷头技术提高产量,采用特殊形状的波形喷嘴以及叠片式熔喷头可以获得纳米级纤维,也可能成为熔喷技术发展趋势。
三、实验设备:HDF-6D实验用熔喷无纺布机四、熔喷布的生产实验1、原料部分:a、混合b、干燥2、工艺部分:工艺参数设定(纺丝温度、速度,风温风速)3、操作部分:a、投料b、纺丝c、牵伸d、成网e、卷取。
五、作业题:1、熔喷法和纺粘法都属熔融纺丝成网技术,试分析它们的主要异同处并比较它们所生产的成品的性能的差别。
2、熔喷法和纺粘法用于纤维牵伸的风有什么不同?为什么?。
纺粘/熔喷非织造布纤网细观结构及其过滤性能
高效空气过滤材料的研制是应对大气污染的有效方法之一。对相同或不同成
网方式制成的非织造材料进行复合加工,优化纤网细观结构、提高材料力学性能,
是制备优质高效空气过滤材料的一个有效途径。
非织造布纤网细观结构呈现出随机性和复杂性的特征。目前非织造布纤网结
构参数在实际生产中可控性较差,难以制备出符合预定规格要求的非织造材料。
此外非织造布纤网结构参数与过滤性能之间存在复杂的非线性关系,运用传
统数学方法进行分析已无法获得满意的效果。针对这一现状,本论文运用数字图
像处理技术、粗糙集、支持向量机等工具研究纺粘、熔喷等薄型单层非织造纤网
的细观结构特征,提取出影响材料过滤性能的最具代表性的少量关键细观结构参
数并揭示其数值调控机理,在此基础上研究复合非织造布细观结构的形成机理,
包括孔隙结构随复合层数和复合方式变化的规律。
探讨复合层数和复合方式对材料过滤性能的影响规律,为制备高效空气过滤
材料提供理论依据。研究结果如下:1.纺粘和熔喷非织造布孔隙形状参数降维结
果均显示,孔隙偏心率和孔隙紧凑度是最能代表孔隙形状特征的两个参数;纺粘
非织造布纤网细观结构参数降维的结果显示,厚度、纤维直径、孔径、孔径变异
系数和孔隙偏心率是最具有代表性的5个纤网结构参数;熔喷非织造布纤网细观
结构参数降维的结果显示,厚度、纤维直径、纤维直径变异系数、孔径和孔隙偏
心率是最具有代表性的5个纤网结构参数。
纺粘和熔喷两种非织造布在细观结构方面的差异表现在:首先,纺粘非织造
布的纤维直径大且较为均匀,相对而言熔喷非织造布纤维直径则表现为小而不匀;
其次,熔喷非织造布的基平面网特征长度远大于纺粘非织造布;其三,两种非织造
布的孔径数值差异不大,但纺粘非织造布的孔径变异系数远大于熔喷非织造布;
其四,熔喷非织造布的孔隙率高于纺粘非织造布。2.为探明单个纤维相结构参数
对孔隙结构的影响规律,以纤维根数、纤维直径、纤维直径变异系数和纤维取向
角为模型输入,运用数字图像技术构建非织造布基平面网模型。
研究结果表明,随着纤维根数增加,孔径呈明显减小趋势,孔径变异系数略有
增大;随着纤维平均直径的增大,平均孔径呈小幅下降趋势,孔径变异系数则呈小
幅增大的态势;随着纤维直径变异系数的增大,孔径变异系数呈小幅增大态势;随
着纤维取向角的减小,孔隙偏心率呈明显增大趋势,而孔径变异系数呈小幅减小
态势。纤维根数是对孔径影响最大的基平面网结构参数。
基于基平面网模型进行理论分析得出的结论与实际测试的结果相一致。3.
运用支持向量机建模,将纺粘/熔喷非织造布纤网细观结构参数约简集内参数的
不同组合作为输入对过滤性能进行预测,并对预测准确度进行比较分析。
实验结果显示,无论是纺粘还是熔喷非织造布,以纤网细观结构参数全集为
输入的过滤性能预测模型的预测准确度均达到较高水平。以纤网细观结构参数约
简集5个参数为输入的模型在几乎所有预测准确度指标上均优于以参数全集为
输入的模型,表明在原始参数集中含有与过滤性能关联度较低的参数。
对于两种非织造布,均以厚度、纤维直径和孔径这3个参数为输入模型的预
测准确度为最高,其过滤效率和过滤阻力的预测精度均高于98%,且CV值均在3%
以下,表明厚度、纤维直径和孔径是影响纺粘/熔喷非织造布过滤性能的3个关键
参数。4.与单层非织造布相比,层压复合后非织造布细观结构的变化表现在:材料
厚度和孔隙率均有较大幅度减小;纤维当量直径的变化根据复合方式的不同而异,
单成分复合非织造布的纤维当量直径在数量级上没有发生变化,而混合复合非织
造布的纤维当量直径与单成分纺粘非织造布相比有大幅度的下降;基平面网特征
长度比复合单元有较大幅度的增大。
复合层数越多,材料的孔径将变得越小,复合单元的孔径变异系数越大,复合
后孔径下降率就越高;孔径变异系数呈上升趋势,且复合层数越多,孔径变异系数
越大。5.以厚度、纤维直径和孔径为输入的基于支持向量机的复合非织造布过滤
性能预测达到很高的预测准确度,所有模型的MPA值均超过97%,且CV值均低于
3%,表明将复合非织造布看作是各个单层非织造布(复合单元)所构成的多级过滤
器这一观点是客观的、正确的,同时也验证了对于复合非织造布而言,厚度、纤维
直径和孔径仍然是影响其过滤性能的关键纤网细观结构参数。
6.以单一熔喷非织造布复合单元进行复合的非织造布的过滤效率和过滤阻
力数值高于以单一纺粘非织造布复合单元进行复合的非织造布;随着复合层数的
增加,混合复合非织造布的过滤效率和过滤阻力数值不断趋近单成分熔喷复合非
织造布的数值,尤其是四层混合复合中的3S1M型、2S2M型和1S3M型的各15个
样本的平均过滤效率分别达到90.3985%、92.7092%、91.6731%,具有较好的实际
应用价值。随着复合层数的增加,材料过滤品质呈下降态势,从单层增加到2层时
品质因子数值下降较多,但此后下降幅度逐层减小,而相同复合层数各种复合方
式非织造布的品质因子数值差异总体较小。
通过综合分析,非织造过滤材料的复合层数以四层为最佳,复合方式以2S2M
为最优。