聚丙烯pe双组分微纳米纤维熔喷非织造材料的制备与性能

参考GB/T

24218.2-2009《纺织品非织造布试验方法第2部分:厚度的测定》，使用YG141D型织物厚度仪（温州市大荣纺织仪器有限公司）对样品厚度进行测试，测试受压面积为500mm

1.

3.2面密度测试依据GB/T

24218.1-2009《纺织品非织造布试验方法第1部分:单位面积质量的测定》测定样品的面密度，取样面积为50cm

1.

3.3比容比的确定孔隙率是指非织造材料内部孔隙体积占其总体积的百分率，织物孔隙率是依据样品的面密度、厚度和密度计算得到，计算公式式中P为织物孔隙率，祝m为面密度，g/m

1.

3.4熔结运动测试采用PL-Z1B1型熔体流动速率仪（上海思尔达科学仪器有限公司）测试聚合物样品的熔体流动指数，测试温度为190280℃〜

1.

3.5热性能测试采用200F3型差示扫描量热仪（德国耐驰公司）测试聚合物样品的热性能测试条件为:氮气保护，升温范围20280℃,升温速率10℃/min〜

1.

3.6纤维形貌观察和测量利用EVO18型扫描电子显微镜（德国ZEISS公司）对样品进行碱处理（质量分数为15%,处理时间为30min,处理温度为60C）前后的横截面、表面形貌和纤维形貌观察和测量，并利用软件Nano Measurer随机选取50根纤维进行直径测量

1.

3.7柔性试验利用PhabrOmeter2结果与讨论

2.1聚合物特征分析

2.

1.1切片的熔体流动性图2示出PP和PET的熔体流动指数随温度变化曲线可以发现，实验所用PET切片在2100c下的熔体流动指数为

33.5g/10min,PP切片的熔体流动指数为

36.7g/10min,其熔体流动性低于PET随着温度的升高，PET切片的熔体流动指数快速增大到424g/10min,PP切片的熔体流动指数快速增大到160g/10min可见，与实验所选用的PET相比，PP具有更o好的熔体流动性，这主要是因为实验用PET的分子质量较低，熔点低

2.

1.2pet质量分数对结晶效果的影响图3示出PP/PET共混物的DSC曲线从图3a可以看出，PET分散相的存在使得PP结晶温度略微向高温偏移，当PET的质量分数从5%增大到10%,其结晶温度从

121.3c提高到

122.4℃,PET具有一定的异相成核作用，这与文献从图3b可以看出，共混物熔点随着PET的加入略微升高，随着PET的质量分数从5%增大到10%,其熔融峰从

166.3C增大到

167.5C;其可能的原因是，少量PET聚合物成分的存在可使PP结晶更加充分，晶片更厚

2.2微纳米纤维网的焊接和喷雾性特征

2.

2.1组分微纳米纤维表2示出样品的特征参数测试结果，图4示出通过双组分共混熔喷方法制备的PP/PET双组分微纳米纤维的横截面形貌可以看出，PP/PET双组分微纳米纤维保持有熔喷纤维的典型结构，超细形态的圆形纤维在水平方向上交错排列，在厚度方向上表现为多层薄型纤维网叠层复合结构，同时纤维之间依靠自黏合固结成薄型的微纳米纤维网从图中还可以看出，在PP/PET双组分微纳米纤维内，PET以分散相岛相、PP以连续相海相的形式存在，分散相所形成的微纤直径在10100nm范围内，并且PET与PP之间有清晰相界面，说明PP和PET熔体共〜混时，二者的界面黏结力低，相容性较低，这与已有研究相符由图4a可以看出，PET微纤在纤维表层也有一定存在为获得PET在纤维表面的分布形态，实验参考已有碱处理工艺图5示出PP/PET双组分微纳米纤维熔喷材料的表面形貌可以看出，PP/PET双组分微纳米纤维的直径差异较大，其中较粗纤维直径约为20um,细纤维直径约为1211nb形成了纳米、〜微米纤维交叠结构其原因可能是，PP和PET是黏度差异较大的低相容聚合物，其黏度的差异会导致共混熔体在气流牵伸成纤过程中出现宏观相分离，最终表现为PP/PET双组分微纳米纤维网的纤维直径差异较大另外，纤维的并丝和黏连现象随着PET质量分数的增大而增多；图5d中PET质量分数为15%的样品出现了较为清晰未成纤的聚合物结块，发生这种情况可能是:一方面共混物熔点随着PET比例的提高而降低，进而需要更长的冷却时间和冷却路程;另外一方面在实验纺丝温度下，高流动性的PET熔体也会增大纤维的并丝和黏连概率

2.

2.2热风牵伸对纤维直径的影响图6示出样品的纤维平均直径与PET质量分数的关系曲线可以看出，随着PET质量分数从5%增大到15%的过程中，纤维平均直径呈现先增大后减小的变化规律可能的原因是1PET与PP为不相容体系，使得共混熔体在剪切流动过程中内摩擦力减小，进而黏度降低，少量的PET使得共混熔体在成纤过程中更易受到热风牵伸而细化;2随着PET共混质量分数的提高，其与PP相容性变差，共混熔体的挤出变得不均匀，成纤性变差，因此,受到热风牵伸后易断头，牵伸比低导致纤维直径难以细化，纤维平均直径增大;3当PET的共混质量分数高于10%时，其与PP相的分离变得更严重，PET由于本身黏度小于PP,在熔喷加工中更易受到牵伸作用而获得比PP更细的熔喷纤维，熔喷材料的纤维平均直径有所下降，但仍大于PET/PP

22.3pet质量分数对样品韧性和平均直径的影响图

7、8分别示出样品的韧性得分和柔性得分随PET质量分数和面密度的变化曲线，得分越大代表其性能越好从图7a可以看出，在PET质量分数为5%15%的范围内，样品的韧性得分随着PET质量分〜数的增多而从

29.91逐渐增大到

35.20,并且表现为5%10%的范围内增长速度较快，10%〜〜15%的区间增长较缓从图7b可以看出，样品的柔性得分PET质量分数为5%15%的范围内，〜随着PET质量分数的增大而逐渐降低，但在12%15%范围内略有提高可能的原因是PET成〜分在双组分纤维内以微米级纤维形式存在，增强了样品抵抗变形能力的同时,降低了纤维的柔性同时，纤维的平均直径在PET分数为8%15%范围内逐渐降低，也为样品柔性随着PET〜含量的增大呈现先降低后轻微增长提供了可能性从图8可以知道，在其他条件不变的情况下，样品的韧性得分随着面密度的增大而线性增加这可能是因为样品厚度方向上的纤维数量随着面密度的增大而增多，这为样品抵抗外力冲击而保持结构完整性提供了基础另外，样品厚度方向上的纤维数量的增多也会导致样品的柔性降低3pp/pet双组分微纳米纤维1以聚酯PET共混改性聚丙烯PP为原料进行熔喷非织造材料的成型加工可获得PP/PET双组分微纳米纤维网在PP/PET双组分微纳米纤维内，PET与PP之间有清晰相界面，并且PET成分以直径为10~100nm的纤维形式存在于PP之间2经过NaOH水溶液处理后，PP/PET双组分微纳米纤维还保持有圆形外轮廓，并且在纤维外表面存在有沿着纤维长度方向上排列的直线状沟槽和沿直线分布的连续孔隙，这为基于毛细芯吸原理的液体快速传输提供了可能性3PP/PET双组分微纳米纤维的平均直径受PET的影响并且在PET质量分数为5%15%的区〜间内，纤维平均直径随着PET比例增加呈现先增大后减小的趋势4PET质量分数在5%15%的范围内，增大PET质量分数可以提高PP微纳米纤维材料的韧〜性，同时也可以通过增大样品的面密度来提高样品韧性和降低柔性这有利于拓展其在人体接触产品伤口敷料贴肤层和吸湿快干绷带等和电池隔膜、仿生皮肤等领域的高质应用。