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第九章 熔喷法工艺 §9-1 熔喷工艺应用的原料 §9-2 熔喷工艺原理与过程 §9-3 熔喷设备 §9-4 熔喷产品性能与应用 §9-5 熔喷工艺理论与进展 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。 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。 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 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。 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 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。 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 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。 烯烃类和酯类聚合物原料熔喷工艺的差异 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。 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。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。 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。 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 聚合物降解有助于修正聚