口罩用熔喷布老化性能实验及分析报告.pdfVIP

口罩用熔喷布老化性能实验及分析报告

自从新型冠状病毒感染的肺炎疫情出现之后，口罩因为可以

有效防止病毒入侵，成为人们外出的必备品，但是使用过的口罩

如果不能正确处置，就会造成二次污染。随意丢弃在自然环境中

的口罩需要几百年才能被降解，这将会对人类生存环境带来长期

的影响和危害。为解决废旧口罩带来的隐患，需要对口罩核心材

料中的聚丙烯非织造材料老化性能进行研究。现以口罩用聚丙烯

纺粘非织造布为原材料，设计了自然老化环境、老化箱老化环境、

酸溶液和碱溶液环境四种不同老化试验条件，运用扫描电子显微

镜(SEM)、差示扫描量热(DSC)仪、傅里叶变换红外光谱(FTIR)

仪等现代化分析手段，研究了不同老化条件下的口罩用聚丙烯纺

粘非织造布的性能变化，探讨了口罩用聚丙烯纺粘非织造布的老

化机理，为废弃口罩材料的处理提供一定的思路。

一、样品处理与试验设计

将口罩用聚丙烯非织造布样品150个分成5组，每组30个，

其中1#样品为样品对照组，2#，3#，4#，5#样品为试验组。2#

样品在自然环境条件下进行暴露老化试验，3#样品在温度为

60℃、相对湿度为70%条件下的老化试验箱中进行老化试验，4#

样品浸渍在pH=8.0碱性溶液中进行老化试验，其碱性溶液由去

离子水和NaHCO3配制而成，5#样品浸渍在pH=5.0酸性溶液中进

第1页共7页

行老化试验，其酸性溶液由去离子水和冰乙酸配制而成。在试验

过程中，取不同老化环境下的口罩用聚丙烯纺粘非织造布进行外

观形貌和FTIR分析并进行力学性能及热力学测试。

二、口罩用聚丙烯纺粘非织造布老化前后的外观形貌的SEM

分析

第2页共7页

口罩用聚丙烯纺粘非织造布老化前后的外观形貌的SEM照

片如图1所示。从图1可以看出，未老化处理的1#对照样品的

聚丙烯纺粘非织造布的纤维表面清晰光滑，纤维表面上看不到破

损、凹陷等现象，纤维之间随机交错，非织造布纤网成型良好。

而2#样品、3#样品、4#样品和5#样品的聚丙烯纺粘非织造布纤

维都出现了不同程度的破损，表面产生了不同程度的凹陷老化现

象。表明聚丙烯纺粘非织造布在自然条件、老化箱、酸性溶液和

碱性溶液环境下的老化程度不同，表现为纤维的破损程度也不

同。2#样品纤维表面上的破损点和老化斑点较少。3#样品中的纤

维表面出现的破损点和斑点较为密集，说明老化箱环境条件下的

聚丙烯纺粘非织造布比在自然环境条件下的聚丙烯纺粘非织造

布老化速度快，在较短的时间内老化程度高。而处于碱性溶液、

酸性溶液环境下的4#样品和5#样品中的聚丙烯纺粘非织造布中

的纤维老化程度最为严重，其聚丙烯纺粘非织造布中都可以看到

纤维表面裂痕，且有较大的老化斑块产生，这说明聚丙烯纺粘非

织造布在酸性溶液和碱性溶液环境下会加速老化。

三、口罩用聚丙烯纺粘非织造布力学性能分析

第3页共7页

口罩用聚丙烯纺粘非织造布老化前后的力学性能如图2所

示。由图2可知，1#对照样品的断裂强力为46.4N，断裂伸长

率为58.7%，说明未经过老化处理的纺粘非织造布具有良好的力

学性能。而2#样品、3#样品、4#样品和5#样品经过老化处理后，

其断裂强力和断裂伸长率都出现了明显的变化。2#样品的断裂强

力为43.0N，断裂伸长率为61.5%。与1#样品相比，其断裂强

力下降了7.3%，断裂伸长率增加了4.8%，说明在自然老化环境

下，聚丙烯纺粘非织造布的力学性能变差。这是由于聚丙烯纺粘

非织造布的自然老化主要是由大气中的氧和阳光中的紫外线共

同作用引起的，自然老化降低了聚丙烯纺粘非织造布中单纤维强

力，但并没有改变材料的整体结构，因此聚丙烯纺粘非织造布的

力学性能下降，但下降程度较小。3#样品的断裂强力为42.1N，

断裂伸长率为59.3%，与1#样品对比，其断裂强力下降了9.3%，

断裂伸长率增加了1.0%，其老化结果与2#样品相似。聚丙烯纺

粘非织造布在碱性溶液和酸性溶液老化处理后，其力学性能出现

了不同程度的变化。4#样品在碱性溶液老化处理后，其断裂强力

为39.2N，断裂伸长率为53.7%，断裂强力下降了15.5%，断

裂伸长率下降了8.5%；5#样品在酸性溶液