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4.2非织造布尺寸采用梅特勒-托利多仪器有限公司生产的电子天平,仪器型号AL104o采用小试样测试将非织造布样品沿纵向每隔40取样一次(因为接收装置为圆筒状),样品大小为10cmXIO emo用电子天平称取其质量,通过计算求得试样面密度平均值和面密度不匀率
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4.3样品长度和长度采用长春科新试验仪器公司生产的万能材料试验机,仪器型号WDW3020o将每种样品分别沿纵向和横向剪取5个20cmX3cm的长方形样条试验机上、下夹具之间的夹持长度为10cm,拉伸速度为100mm/mino
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4.4非织造布厚度测试采用美国PMI公司生产的孔径测试仪,仪器型号CFP-1100-Ao剪取5cmX5cm左右大小的非织造布样品,将其放入样品槽中,用二甲基硅油将样品完全浸润,向计算机中输入样品厚度进行测试样品孔隙的最大孔径、平均孔径、孔径分布图由软件直接计算得出2结果与讨论
2.1空气压力对非织造布结构与性能的影响在熔喷过程中,设定接收距离为150mm,泵供量为
2.8g/min,调节改变喷吹高压热气流的空气压力,研究空气压力对非织造布结构与性能的影响
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1.1空气压力对非织造布纤维直径的影响图2为不同空气压力下制取的非织造布样品的SEM照片图3为在不同空气压力下制取的非织造布纤维直径与空气压力的关系图由图
2、图3可知,随着空气压力由
0.30MPa增加到
0.50MPa,非织造布纤维直径从
7.14U111减小到
3.11口叫变化较为显著这是因为在PBT熔体拉伸区域内,高压热气流是纤维被拉伸的主要动力,热空气压力的增加导致热气流流速加快,相应对PBT熔体产生的拉力增大因此,在其它熔喷工艺条件不变的情况下,空气压力越大,纺丝线上的PBT熔体受到的拉伸作用越强,形成的纤维直径越细
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1.2空气压力对非织造布面密度不匀率的影响图4为非织造布样品面密度不匀率随空气压力变化的曲线图由图4可知,随着空气压力的增加,PBT非织造布面密度不匀率有先增大后减小的趋势这是由于空气压力的增加对面密度不匀率有两种影响效果:一方面使纤维受到的拉伸作用增强,纤维直径减小、直径分布变窄,形成的PBT非织造布比较均匀,纤网面密度不匀率有减小的趋势;另一方面,空气压力增加使气流不稳定性增大,紊乱的气体流场使得PBT纤维在纤网上分布不均,导致非织造布面密度不匀率有增加的趋势当空气压力为
0.
300.40MPa时,后一种效〜果占主导地位;当空气压力为
0.
400.50MPa时,前一种效果占主导地位〜
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1.3pbt熔体拉伸特性图5为样品横向、纵向断裂强力与空气压力的关系图从图5中可以看出,在其他条件不变的情况下,PBT熔喷非织造布的横向断裂强力与纵向断裂强力均随着空气压力的增大而显著增加PBT熔体从喷丝口挤出后,在高速热气流的作用下受到拉伸空气压力的增大,导致热空气流动速度加快,增强了对纤维的拉伸作用,使PBT大分子沿纤维轴向的取向提高,大分子排列趋于规则,宏观上表现为PBT非织造布的断裂强力增大由图5还可看出,在同一空气压力的条件下,纵向断裂强力均大于横向断裂强力这是因为在制备PBT熔喷非织造布的过程中,接收器上的PBT纤维沿各个方向分布,其中大部分纤维沿空气流动方向分布,因此纤维纵向断裂强力大于横向断裂强力
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1.4空气压力对非织造布孔隙直径的影响表2为不同空气压力下非织造布样品的孔隙平均直径和最大直径数值表由表2的数据可以得出,空气压力的增加导致PBT非织造布的孔隙平均直径和最大直径都有所减小这是因为空气压力增加后,热空气的流速增大,纤维从喷丝口挤出后受到的拉伸力增加,纤维直径减小,形成纤网的孔隙直径相对较小这有利于对小尺寸颗粒的过滤,能够提高材料整体的过滤效率
2.2接地距离对非织造布结构和性能的影响设定空气压力为
0.50MPa、泵供量为
2.8g/min,调节改变接收距离,研究接收距离对熔喷非织造布样品结构与性能的影响
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2.1接收距离对非织造布纤维直径的影响图6为不同接收距离下非织造布样品的SEM照片图7为非织造布样品纤维直径与接收距离的关系图从图
6、图7可以看出,随着接收距离从90mm增加到150mm,非织造布纤维直径由
4.56um减小到
3.lluni,变化范围不大,最后基本无变化这是因为接收距离的增加,使得纤维在高压热气流下被拉伸的时间变长,纤维直径变小;但当接收距离增大到一定程度后,纤维被加速到与气流同速,二者无相对运动,拉伸力消失,故纤维直径不再变化
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2.2接收距离对纤维拉伸特性的影响图8为非织造布样品面密度不匀率随接收距离变化的曲线图由图8可知,非织造布纤网面密度不匀率随接收距离的增加呈现先增大后减小的趋势这是因为在接收距离变化的过程中,受到两种因素的共同作用一方面,聚合物熔体从喷丝孔挤出时,受到冷、热两种空气流场相互影响,使得纤维运动的环境复杂多变,因此在一定接收距离范围内,纤维在纤网上分布不均,纤网面密度不匀率增大;另一方面,接收距离的增加使得气流对纤维的拉伸作用增强,纤维的拉伸更加充分,纤维直径逐渐变小,变均匀纤维越细,纤网的分布越均匀气流对纤维的拉伸作用使得纤网的面密度不匀率逐渐减小当接收距离在90130nlm时,〜前一种因素起主导作用;当接收距离在130150mm时,后一种因素起主导作用〜
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2.3纤维冷却固化图9为非织造布样品横向、纵向断裂强力与接收距离的关系图由图9可知,随着接收距离的增加,在一定范围内,PBT非织造布的横向、纵向断裂强力均有所降低这是由于随着接收距离的增大,纤维从喷丝口到接收器之间的飞行距离增加,留给纤维冷却固化的时间变长,最终纤维冷却固化程度较高,纤维之间的黏结性减弱,制得的非织造布柔软蓬松,结构紧密度下降,从而导致非织造布的横向、纵向断裂强力下降此外,由图9可以得出,随着接收距离的增大,非织造布纵向、横向断裂强力的差值由
7.30N减小到
2.77N,即纵向断裂强力越来越接近横向断裂强力,PBT非织造布断裂强力趋于各向同性这是因为随着接收距离的增加,纤维在气流中的运动时间变长,可表现出的运动状态增多,最终形成的纤网较为杂乱,导致PBT非织造布中的纤维分布趋于各向同性
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2.4非织造布孔隙直径的变化表3为不同接收距离下非织造布样品孔隙平均直径和最大直径的数值表由表3中的数值分析得出,随着接收距离的增加,PBT非织造布孔隙的平均直径和最大直径均有增大的趋势影响非织造布孔隙直径变化的主要因素是纤网的疏密程度当接收距离较小时,高压热气流的冷却和扩散不够充分,纤维在高压热气流中的运动时间较短,纤维的冷却固化程度较低,纤维之间的黏结点增加,缠结严重,形成纤网后体积密度变大,纤网较密,造成最终产品的孔隙直径较小,蓬松度较低随着接收距离的增大,纤维冷却固化程度提高,制得的非织造布柔软蓬松,导致平均孔隙直径和最大孔隙直径均有所增大
2.3泵供量对非织造布结构与性能的影响熔喷PBT非织造布加工时,设定空气压力为
0.5MPa、接收距离为110mm,调节改变泵供量,研究泵供量对非织造布样品结构与性能的影响
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3.1泵供量对纤维细度的影响图10为不同泵供量下非织造布样品的SEM照片图11为非织造布纤维直径与泵供量的关系图从图10中可以看出,随着泵供量的增加,纤维之间的黏连、并丝现象逐渐加剧图11显示,在其他工艺参数不变的前提下,随着泵供量的增加,纤维直径有逐渐增加的趋势这是由于在空气压力不变时,总的拉伸作用力不变,单位时间内挤出量的增加导致单位质量的熔体受到的拉伸作用力相对减弱,纤维直径变粗同时,纤维直径的增加使纤维冷却固化缓慢,导致纤维在由喷丝口运动到接收装置的过程中易于相互黏连,造成图10中的“并丝”现象
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3.2泵供量对纤网密度不匀率的影响图12为非织造布样品面密度不匀率随泵供量变化的曲线图由图12可以看出,PBT非织造布面密度不匀率随着泵供量的增加而明显增大这是因为随着泵供量的增加,熔体与拉伸热气流及成型空气流场的热交换波动增大,纤维拉伸不充分,直径增大,粗细不均情况加剧,造成PBT非织造布面密度不匀率增大
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3.3横向断裂强力图13为非织造布样品横向、纵向断裂强力与泵供量的关系图由图13分析可得,随着泵供量的增加,熔喷PBT非织造布的横向断裂强力与纵向断裂强力均有所增强这是因为随着泵供量的增加,单位时间内熔体从喷丝口挤出量增大在其他条件不变的情况下,熔体挤出量的增加导致纤维对非织造布强度的贡献增大,在形成纤网后整体断裂强力提高同时,纤维直径的增加使得纤维冷却固化的时间变长,纤维易相互黏结,从而提高了PBT非织造布的整体强度3空气压力pbt纤维通过以上分析讨论,就过滤材料用高熔融指数PBT非织造布的制造我们可以得出以下结论:1高熔融指数PBT熔喷非织造布纤维直径较细在本实验条件下,PBT纤维直径集中分布在37um之间〜2随着喷吹高压热气流的空气压力的增大,PBT纤维的直径逐渐变细;纤网的面密度不匀率呈现先增大后减小的趋势;PBT非织造布的断裂强力逐渐增大,旦纵向断裂强力始终大于横向断裂强力;非织造布孔隙的平均直径和最大直径均随空气压力的增大而减小3随着接收距离的增加,PBT纤维的直径逐渐变细,但变化并不显著;纤网的面密度不匀率呈现先增大后减小的趋势;PBT非织造布的断裂强力逐渐减小,且纵向断裂强力利横向断裂强力趋于接近;孔隙平均直径和最大直径均有所增加4随着泵供量的增加,PBT纤维的直径逐渐变粗,纤维之间的黏连现象严重;纤网的面密度不匀率以及PBT非织造布的断裂强力均逐渐增大。