SMMS层压复合非织造布的制备与过滤性能研究.ppt

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1、SMMS层压复合非织造布的制备与过滤性能研究曾婵娟纺织1104学号：1119221067非织造布由于其独特的三维多孔结构而被广泛用于空气过滤材料，其中,熔喷非织造布由于纤维直径小和孔隙率高等特点而具有较好的过滤性能，但其力学性能差使其很难单独用作高效空气过滤材料。解决方法之一是将纺粘和熔喷非织造布制成多层复合非织造布，而层压复合是目前可使用的复合方式之一,研究层压复合工艺对复合非织造布的结构和过滤性能的影响能为制备高效空气过滤材料提供一定的基础。为探究层压工艺对ＳＭＭＳ复合非织造布过滤性能的影响,利用正交试验设计,通过改变层压工艺参数,制备９种不

2、同的ＳＭＭＳ复合非织造布，并对其结构参数和性能指标进行分析表征。什么是SMMS无纺布？SMMS（　英文为：Spunbond+Meltblown+Meltblown+SpunbondNonwovens）克重范围：10-100克/平方米；基本宽幅：1000mm与3200mm；属于复合无纺布，它是纺粘和熔喷的复合产品；属于SMS无纺布的延伸实验室所制的纺粘非织造布和熔喷非织造布其表观形貌结构如图１所示,具体的规格指标如表１所示图1纺粘非织造布熔喷非织造布采用温度、压强和时间３个因子，每个因子分３个水平进行试验，选用Ｌ９３４正交表以综合指标ｄ对层压工艺进行优化具体公式

3、如式１所示，因子水平表见表２正交试验极差分析结果如表３所示从综合指标ｄ判定，３个因子对其影响程度大小顺序为压强>时间>温度，ＳＭＭＳ复合非织造布的最优层压工艺为温度１３５℃，压强为１ＭＰａ，时间为３ｓ。在进一步考察温度、压强和时间３个因子对过滤效率和过滤阻力影响是否显著后发现，各因素对过滤阻力影响的主次顺序为压强、温度、时间。压强对过滤阻力有显著的影响，温度和时间均对过滤阻力有一定程度的影响。.力学性能复合非织造布的拉伸断裂曲线如图２所示图2９种复合非织造布的拉伸断裂曲线.９种复合非织造布的断裂强度在８Ｎ/５ｃｍ以上，最大可达１８Ｎ/５ｃｍ，要远大于纺粘和熔喷

4、非织造布的断裂强度。这是因为在拉伸过程中纺粘和熔喷非织造布同时受力；而断裂伸长率在１０％以下，即在拉伸时的拉伸变形能力较弱，这是由于熔喷非织造布是由短纤维组成的，抵抗外力拉伸的能力较弱在较小的拉伸力作用下就会发生断裂。而纺粘非织造布的加入有利于提高强力，从而提高过滤材料的综合使用性能。各指标之间的关系探讨复合非织造布的孔隙率与透气率及过滤阻力的关系图如图３所示.在孔径大小相差不大的情况下，透气率和过滤阻力均与孔隙率有较好的负相关性。由图３ａ可知，随着孔隙率的增加，透气性变好线性拟合方程为ｙ＝－１３２．８６４９１+２．４１０９２ｘ，Ｒ＝０．９６４６。由图３ｂ可知

5、，随着孔隙率的增大，过滤阻力减小，线性拟合方程为ｙ＝２３６３.２３６５－2９．４２２７１ｘ，Ｒ＝０．９６６５。这是由于孔隙率越大，即孔隙所占的体积越大，单位时间内通过的气体流量会增大，过滤时气流遇到的阻力也会大大减小。从以上分析过滤阻力和透气率与孔隙率均有一定的相关性，而过滤阻力和透气率之间也存在着一定关系。，过滤阻力与透气率关系图如图４所示。一般透气率越大，过滤阻力也就越小，经线性拟合，拟合方程为ｙ＝７２７．５３５３１－１１．６５５６９ｘＲ＝０．９５０６，拟合度较高，所以可以用透气率的大小来预测过滤阻力的大小。对于空气过滤材料而言，过滤效率是评价其过滤性能的

6、一个重要方面，过滤效率是指过滤材料捕集到的微粒数与过滤前的总微粒数的比值，影响过滤效率的因素很多，包括纤维直径、孔隙率和孔径大小，在纤维直径大致相同的前提下，平均孔径对过滤效率的影响较大。图５可见平均孔径越小，过滤效率越高，经线性拟合，拟合方程为ｙ＝１０３．１４３５９－１．８２２７６ｘ，Ｒ＝０．９２５４。结论Ａ）由正交试验极差分析可知，ＳＭＭＳ层压复合非织造布的最佳层压复合工艺为温度１３５℃、压强１ＭＰａ、时间３ｓ。Ｂ）由正交试验方差分析可知，压强和时间对过滤效率均有一定的影响，压强对过滤阻力有显著的影响；温度和时间均对过滤阻力有一定程度的影响。Ｃ）复合非织造

7、布的断裂强度在８Ｎ/５ｃｍ以上，要远大于单层非织造布；ＳＭＭＳ层压复合非织造布的平均孔径在３６ｍ，孔隙率在６０％~７０％，过滤效率在９４％以上，过滤阻力在２９０Ｐａ以上，过滤阻力较高。Ｄ）复合非织造布的透气率和过滤阻力均与孔隙率有较好的相关性。透气率越好，过滤阻力越小，同时平均孔径越小过滤效率越高。