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。
烯烃类聚合物原料(如聚丙烯)的聚合度较高,因此加热温度**其熔点100℃以上方能顺利熔喷,而聚酯加热温度稍**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。
聚丙烯用于熔喷工艺有以下特点:
1.聚合物熔体粘度可以按需控制
熔体粘度控制方法主要有:
使用氧化剂或过氧化剂;
依靠螺杄挤岀机的机械剪切作用;
控制工作温度进行热降解。
对于MFI较低的聚丙烯,通常同时采用以上三种方法来控制熔体粘度,以便熔喷形成**细纤维。
2.分子量分布(MWD)可控制
熔喷工艺要求聚丙烯分子量分布较窄,以便加工岀细纤维。新的催化技术使聚合物生产商可以生产出MFI很高而MWD很窄的聚丙烯原料,前述的三种降解措施可进一步降低分子量分布。
3.较宽的熔融温度范围
聚丙烯具有较宽的熔融温度范围,对非织造工艺中常用的热粘合加工工艺较为有利。常规应用中,聚丙烯的耐热性已足够。
4.有利于制成**细纤维
与其他聚合物原料相比,如果聚丙烯熔体的粘度很低、分子量分布很窄,则熔喷时,同样的能耗和同样的牵伸条件下可得到较细的纤维。聚丙烯熔喷非织造布纤维细度通常为2~5μm。较窄的分子量分布降低了熔体的弹性,因此,熔喷模头喷丝孔挤岀的熔体细丝可在热空气流牵伸作用下变得更细。
熔喷工艺中,必须根据产品的质里、性能要求以及工艺特性来选择聚丙烯切片原料。
定义和特性
聚丙烯(PP)属于热塑性树脂,是通用树脂之一。外观为白色粒料,无味、无毒,由于晶体结构规整,具备易加工、抗冲击强度、抗挠曲性以及电绝缘性好等优点,在汽车工业、家用电器、电子、包装及建材家具等方面具有广泛的应用。
PP的结构特点决定了其特性:(1)它的分子结构与聚乙烯相似,但是碳链上相间的碳原子带有一个甲基(–CH3)。(2)通常为半透明无色固体,无臭无毒。(3)由于结构规整而高度结晶化,故熔点高达167℃,耐热且制品可用蒸汽消毒是其**优点。(4)密度0.90g/cm3,是轻的通用塑料(10955, -50.00, -0.45%)。(5)耐腐蚀,抗张强度30MPa,强度、刚性和透明性都比聚乙烯好。但是,PP的缺点是耐低温冲击性差,较易老化,可分别通过改性和添加抗氧剂予以克服。
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
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。釆用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。
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