CPC水刺復合非織造材料的成型與性能研究.pdf

1、水刺復合技術可以通過對各層材料的纏結加固,制備具有高性能、多功能的新型材料。木漿纖維是一種天然纖維素纖維,可生物降解,來源廣泛,是理想的綠色纖維原料。本課題選用綠色原材料,利用新型的非織造技術研究開發(fā)CPC水刺復合材料,既滿足了材料的性能要求,又可以解決用即棄用品的原料來源問題。本文介紹了CPC的成網(wǎng)和加固技術,在深入掌握原料性能的基礎上,分析了木漿紙在水針作用下的疏解以及與化學纖維相互纏結的機理,摸索CPC生產(chǎn)中的最優(yōu)工藝參數(shù)配置以及

2、技術難題的解決,并對CPC水刺復合材料的機械性能、吸收性能和通透性能進行了測試分析。和普通木漿紙對比,木漿皺紋面巾紙抗張強度低,吸水性好,截面呈扁平狀,斷面慣性矩小,水針作用下容易疏解并與滌綸、粘膠纖維相互纏結,是最適合水刺工藝的纖維之一。實驗采用單因子實驗方法,利用模糊決策中Borda數(shù)法評價所有工藝方案。分析可得,滌綸纖維比粘膠更適合CPC的制備,要控制木漿紙在CPC中的質量百分比為20％~30%;工藝上應采用低壓多道、兩正兩反交替

3、水刺的方式,預濕技術對CPC成型十分重要,應控制預濕水刺頭到第一水刺頭的運行時間≥0.5s;生產(chǎn)中需借助張力控制裝置達到退卷、復合的同步要求,且微孔網(wǎng)簾比編織網(wǎng)更適合CPC的成型和加固。通過公式推導和計算,當水刺壓力為100bar時,水針速度為135.77m/s,水針沖擊力僅為0.215N,能量系數(shù)為9.6×10~4。水針對纖網(wǎng)的沖擊是一種極為柔性的沖擊,對纖維損傷小。隨著水刺能量的增加,CPC水刺復合材料的纏結系數(shù)BI和纖維強力利用系

4、數(shù)QLV隨之先提高后降低,QLV與BI之間線性關系顯著。經(jīng)理論分析,木漿紙在水射流作用下的疏解大致分為五個過程:表面接觸、化學助劑溶解、纖維潤脹、纖維進一步潤脹和木漿紙疏解。木漿紙在水針作用形成的漿液中,擁擠因子N為42.46＜60,可以發(fā)生平動但受到一定限制,轉動的自由度最大。木漿纖維與化學纖維主要依靠氫鍵結合,其纏結形式除相互交叉、糾纏外,還有“捆綁式”和“籬笆式”,木漿纖維在水針帶動下可以到達CPC的表面。相對未與木漿紙復合的普通