在紡粘無紡布的生產(chǎn)過程中,各種因素都可能會對產(chǎn)品的物理性能造成影響。分析這些因素與紡粘無紡布性能之間的關(guān)系,有助于正確控制工藝條件,得到品質(zhì)良好、適用性廣泛的紡粘無紡布產(chǎn)品。在此,針對紡粘無紡布物理性能的主要影響因素簡單做些分析,與大家一起分享。
1、聚丙烯切片的熔融指數(shù)和分子量分布
聚丙烯切片的主要質(zhì)量指標(biāo)是分子量、分子量分布、等規(guī)度、熔融指數(shù)及灰分含量。用于紡絲的PP切片,其分子量都在10萬一25萬之間,但實(shí)踐證明,聚丙烯分子量在12萬左右時(shí)熔體的流變性能好,其允許的大紡絲速度也高。
熔融指數(shù)是反映熔體流變性能好壞的一個(gè)參數(shù),紡粘用聚丙烯切片的熔融指數(shù)通常在10~50之間。紡絲成網(wǎng)過程中,絲條只得到一次的氣流牽伸,絲條的牽伸倍數(shù)受熔體流變性能的限制,分子量越大亦即熔融指數(shù)越小,其流變性就越差,絲條所獲得的牽伸倍數(shù)就越小,在噴絲孔熔體吐出量相同的條件下所得絲條的纖度也越大,因而紡粘無紡布表現(xiàn)出手感硬。
如果熔融指數(shù)較大,熔體的粘度下降,流變性較好,牽伸的阻力減小,同樣的牽伸條件下,牽伸的倍數(shù)增加。大分子的取向度提高,紡粘無紡布的斷裂強(qiáng)度就會提高,而且絲條的纖度下降,布料表現(xiàn)為手感柔軟。在工藝相同的情況下,聚丙烯的熔融指數(shù)越高,其纖度越小,斷裂強(qiáng)度越大。
分子量分布常以聚合物的重均分子量(Mw)與數(shù)均分子量(Mn)的比值(Mw/Mn)來衡量,稱分子量分布值。分子量分布值越小,其熔體的流變性能就越穩(wěn)定,紡絲過程也越穩(wěn)定,有利于提高紡絲速度,且有較低的熔體彈性及拉伸粘度,可減少紡絲應(yīng)力,使PP更易拉伸變細(xì),可獲得較細(xì)旦的纖維,而且成網(wǎng)的均勻性較好,具有良好的手感和均勻度。
2、紡絲溫度
紡絲溫度的設(shè)定取決于原料的熔融指數(shù)和對產(chǎn)品物理性能的要求。原料熔融指數(shù)越高,相應(yīng)地紡絲溫度越高,反之亦然。紡絲溫度直接關(guān)系到熔體粘度,溫度低。熔體的粘度高,紡絲難以進(jìn)行,容易產(chǎn)生斷絲、僵絲或粗絲團(tuán),影響產(chǎn)品的質(zhì)量。所以,為了降低熔體粘度,提高熔體的流變性,一般采用提高溫度的辦法。
紡絲溫度對纖維的結(jié)構(gòu)和性能有很大的影響。紡絲溫度越低,熔體的拉伸粘度越高,拉伸阻力就越大,絲條就越難拉伸,要得到同樣纖度的纖維,溫度低時(shí)牽伸氣流的速度要比較高。因此,其它工藝條件相同的情況下,紡絲溫度較低時(shí),纖維難于牽伸。
纖維的纖度較大,分子取向度較低,表現(xiàn)在紡粘無紡布上為斷裂強(qiáng)力較低,斷裂伸長較大,手感較硬;紡絲溫度較高時(shí),纖維牽伸較好,纖維的纖度較小,分子取向度較高,表現(xiàn)在紡粘無紡布上為斷裂強(qiáng)力較高,斷裂伸長較小,手感柔軟。
但值得注意的是,在一定的冷卻條件下,如果紡絲溫度太高,出來的絲條在短時(shí)間內(nèi)冷卻不夠,牽伸過程中有些纖維會斷裂,可能會形成疵點(diǎn)。在實(shí)際生產(chǎn)中,紡絲溫度選擇在220—230℃ 為宜。
3 、冷卻成型條件
在紡粘無紡布成型過程中,絲條的冷卻速度對紡粘無紡布的物理性能有很大影響。熔融聚丙烯從噴絲頭出來后若能迅速均勻地冷卻,其結(jié)晶速率慢,結(jié)晶度就低,所得纖維的結(jié)構(gòu)是不穩(wěn)定的碟狀液晶結(jié)構(gòu),在牽伸時(shí)可能達(dá)到的牽伸倍數(shù)就比較大,分子鏈的取向性更好,可進(jìn)一步提高結(jié)晶度,提高纖維的強(qiáng)度,降低其伸長率,表現(xiàn)在紡粘無紡布上為斷裂強(qiáng)度較大,伸長較低;如果緩慢冷卻,得到的纖維是穩(wěn)定的單斜晶體結(jié)構(gòu),不利于纖維的牽伸,表現(xiàn)在紡粘無紡布上為斷裂強(qiáng)力較小,伸長較大。
所以,在成型過程中,通常采用增大冷卻風(fēng)量,降低絲室溫度的辦法來提高紡粘無紡布的斷裂強(qiáng)度,降低伸長率。另外,絲條的冷卻距離與其性能也有密切關(guān)系,在紡粘無紡布生產(chǎn)中,冷卻距離一般選擇在50~60cm之間。
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