黃麻針刺非織造材料的成形工藝及其降解性能研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、在我國低碳環(huán)保已經(jīng)被提到可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略上來,積極利用天然纖維制取易降解的材料是減少污染、合理利用資源的必然需求。黃麻纖維易種植,產(chǎn)量高,不會對資源造成掠奪性開發(fā),產(chǎn)品廢棄后能在自然界中降解,符合環(huán)境保護(hù)和生態(tài)可持續(xù)性發(fā)展的要求。
   本課題以黃麻為主要原料,通過兩種不同的工藝程序進(jìn)行以黃麻為主要原料的非織造布制備。根據(jù)原料的性質(zhì)及非織造布的最終用途,第一種工藝程序為:黃麻與滌綸混合后梳理成網(wǎng)→交叉鋪網(wǎng)→針刺加固。主要以單一變量

2、法進(jìn)行分組分析,探討針刺深度、針刺頻率和針刺道數(shù)三個針刺參數(shù)的改變對材料結(jié)構(gòu)和性能的影響,研究以黃麻纖維為主要原料的非織造布的針刺成形技術(shù);同時還分析研究了黃麻/滌綸非織造布經(jīng)化學(xué)粘合劑粘合增強(qiáng)處理后的性能變化。結(jié)果表明,當(dāng)針刺頻率、針刺道數(shù)和針刺深度在一定范圍內(nèi)增加時,其力學(xué)性能(包括項破強(qiáng)力、拉伸強(qiáng)力和撕裂強(qiáng)力)會顯著增加,但是當(dāng)針刺參數(shù)增加至一定程度時,會造成黃麻纖維斷裂加劇,出現(xiàn)大量斷針狀況等不良情形,進(jìn)而導(dǎo)致非織造材料力學(xué)性能

3、下降;在經(jīng)化學(xué)粘合劑增強(qiáng)處理后,材料厚度降低、面密度增加的同時,也使得其包括斷裂強(qiáng)力、撕裂強(qiáng)力和頂破強(qiáng)力在內(nèi)的各項力學(xué)性能有大幅度的增強(qiáng)。
   一般來講,以黃麻纖維為主要原料的針刺非織造材料,其強(qiáng)力大多偏低,如何增加該類產(chǎn)品的力學(xué)性能是能否有效應(yīng)用的關(guān)鍵。所以第二種工藝程序主要闡述了黃麻/熱熔纖維均勻混合氣流成網(wǎng),后經(jīng)針刺加固以及熱粘合增強(qiáng)的工藝技術(shù);同時還探討了增強(qiáng)處理工藝對產(chǎn)品強(qiáng)力性能影響。主要是在黃麻纖維中混入不同比例的

4、熱熔纖維4080(黃麻纖維與4080纖維的比例分別為7∶3、6∶4和5∶5),采用氣流成網(wǎng)工藝,后經(jīng)過針刺和熱粘合工藝后測試樣品拉伸強(qiáng)力并做對比,以此研究不同比例的4080纖維對黃麻針刺布強(qiáng)力的影響,同時在熱粘合實驗中分別改變時間(10s、15s、15s)、溫度(115℃、130℃和145℃)和壓力(6MPa、8MPa、10MPa),以此研究熱粘合工藝參數(shù)的改變對非織造材料強(qiáng)力的影響。結(jié)果表明,三個不同配比的樣品A(7∶3)、B(6∶4

5、)和C(5∶5)在單一變量(時間、壓力和溫度)的影響下呈現(xiàn)出強(qiáng)力隨變量的不斷增加而增大,而且樣品中熱熔纖維4080的比例越大,其拉伸強(qiáng)力就越大;且熱軋時間和熱軋溫度對材料力學(xué)性能的影響程度要大于熱軋壓力對材料力學(xué)性能的影響程度。
   最后,主要通過測試黃麻/熱熔纖維針刺材料分別經(jīng)自然戶外環(huán)境降解、土壤環(huán)境降解和快速老化降解后的質(zhì)量損失率、表面形態(tài)、微觀纖維纏結(jié)狀況和力學(xué)性能,研究分析材料在不同降解環(huán)境中的降解性能差異和降解機(jī)理

6、,同時也為進(jìn)一步研究黃麻針刺材料的整體性能和應(yīng)用性能提供重要參考。結(jié)果表明,在不同時間段內(nèi)的自然降解過程中,80~120d時間段內(nèi)試樣的表觀形貌改變程度和質(zhì)量損失幅度最為明顯,戶外暴露和土壤掩埋兩種降解環(huán)境的質(zhì)量損失分別為37.82%和100%,試樣強(qiáng)力損失約為75%和100%,土壤環(huán)境中的降解速率要遠(yuǎn)大于自然環(huán)境中的降解速率;在快速老化實驗中,快速降解過程中,在試驗的0~50h內(nèi),試樣強(qiáng)力損失率約為25%~30%,而后50~100h內(nèi)

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