PP/PET混合型熔噴保暖材料的研制

趙愛景，程博聞，張偉力，陳華澤，邢克琪

（1.天津工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院，天津 300160;2.天津泰達(dá)潔凈材料有限公司，天津 300452）

PP/PET混合型熔噴保暖材料的研制

趙愛景1，程博聞1，張偉力2，陳華澤2，邢克琪2

（1.天津工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院，天津 300160;2.天津泰達(dá)潔凈材料有限公司，天津 300452）

研制了一種PP/PET混合型熔噴保暖材料，采用電子掃描顯微鏡分析了該熔噴材料的纖網(wǎng)形態(tài)結(jié)構(gòu)，并對(duì)其透氣性、保暖性以及力學(xué)性能等進(jìn)行了測(cè)試。結(jié)果表明:加入PET纖維之后，材料的纖網(wǎng)空隙增大，其透氣性能得到提高;當(dāng)PET纖維的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%時(shí)，材料的保溫率高達(dá)62.47%，強(qiáng)度為6.5 N/5 cm，是一種優(yōu)良的保暖材料。

混合型;熔噴非織造布;保暖材料

熔噴非織造布由于其纖維細(xì)、比表面積大、空隙小、屏蔽性好而在保暖材料領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。但目前市場(chǎng)上大多數(shù)熔噴保溫材料都由單一熔噴纖維構(gòu)成，其產(chǎn)品性能存在透氣性、耐久性相對(duì)較差等缺點(diǎn)。因而在單一熔噴工藝基礎(chǔ)上發(fā)展起來了混合型熔噴保暖材料制備技術(shù)，它不但可以改善產(chǎn)品的強(qiáng)度、柔軟性、彈性及耐用性，使產(chǎn)品具有優(yōu)良保暖性能，還可以使產(chǎn)品具有更高的回彈性和更好的蓬松性，故而受到市場(chǎng)廣泛關(guān)注［1－5］。本文通過將PET短纖維加入到聚丙烯熔噴超細(xì)纖維中制備PP/PET混合型熔噴保暖材料，該材料不但具有優(yōu)良的保暖效果，還擁有良好的透氣性、力學(xué)等性能。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)原料

粗旦PET短纖維:6.67 dtex×32 mm，三維中空，江蘇儀征化纖有限公司;聚丙烯切片:熔融指數(shù)為1 200 g/10 min，美國(guó)Exxson公司。

1.2 PP/PET混合型熔噴保暖材料的紡制

采用天津泰達(dá)潔凈材料有限公司自行組裝連續(xù)式熔噴生產(chǎn)線制備PP/PET混合型熔噴保暖材料。首先將聚丙烯樹脂加到螺桿擠壓機(jī)里使其熔融，并經(jīng)過濾、計(jì)量后進(jìn)入熔噴模頭，當(dāng)聚丙烯熔體由噴嘴的毛細(xì)孔中擠出時(shí)，受到噴絲孔兩側(cè)高壓熱氣流的噴吹得到具有一定長(zhǎng)度的微細(xì)纖維，并使之與熱空氣中混有的高卷曲粗旦PET短纖維混合凝聚，在滾筒式纖維接收器上形成熔噴纖網(wǎng)，再經(jīng)冷卻固化，即制成混合型熔噴法非織造布保暖材料。其制備工藝流程如圖1所示。

圖1 PP/PET混合型熔噴保暖材料的工藝流程

表1是采用上述工藝制備出的幾種PP/PET混合型熔噴保暖材料（面密度80 g/m2）。

表1 熔噴非織造布試樣

1.3 測(cè)試與表征

通過KYKY－2800型掃描電子顯微鏡對(duì)所制成的樣品形貌結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察;采用寧波紡織儀器廠的YG461型織物中壓透氣量?jī)x測(cè)量熔噴非織造布保暖材料的透氣性，依據(jù)GB/T5453－1997標(biāo)準(zhǔn);采用南通宏大實(shí)驗(yàn)儀器有限公司的YG－141N型織物測(cè)厚儀對(duì)產(chǎn)品的厚度進(jìn)行測(cè)定，依據(jù)FZ/T60004－1991標(biāo)準(zhǔn);采用常州第二紡織機(jī)械廠的YG 023J型織物強(qiáng)力儀對(duì)產(chǎn)品的力學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試，依據(jù)FZ/T60005－1991標(biāo)準(zhǔn);采用常州第二紡織機(jī)械有限公司的YG606型平板式保溫儀對(duì)產(chǎn)品的保溫性能進(jìn)行測(cè)試，依據(jù)GB 11048－89標(biāo)準(zhǔn)。

2 結(jié)果與討論

2.1 混合型熔噴保暖材料的形態(tài)結(jié)構(gòu)分析

圖2 PP/PET混合型熔噴保暖材料的SEM圖

從圖2（a）和2（b）中可以看出，PP/PET混合型熔噴保暖材料的纖網(wǎng)呈三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，纖維排列錯(cuò)亂，纖網(wǎng)中空隙較多，纖維之間相互纏結(jié)，且以熱黏合形式結(jié)合;隨著PET短纖維比例的增加，纖網(wǎng)的空隙逐漸變大，混合型熔噴保暖材料的透氣性得到提高，這可能是由于PET短纖維的直徑相對(duì)較粗造成的。

2.2 熔噴保暖材料的力學(xué)性能分析

試樣的力學(xué)性能測(cè)試數(shù)據(jù)見表2。

表2 試樣的力學(xué)性能測(cè)試數(shù)據(jù)

從表2可以看出，PP/PET混合型保暖材料的強(qiáng)力較純PP有所提高，且隨著PET比例的增加呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。當(dāng)PET質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到50%，其強(qiáng)力值最大，之后隨著PET比例增加，強(qiáng)力值逐漸下降，這是因?yàn)榧尤隤ET短纖后，材料的厚度增大，纖維間的抱合力增強(qiáng)，致使強(qiáng)力增大;但當(dāng)PET質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過50%后，PP比例減小，PP網(wǎng)結(jié)能力下降，纖維間容易產(chǎn)生滑移，致使強(qiáng)力值下降。

2.3 PET短纖維含量對(duì)熔噴保暖材料透氣性能的影響

透氣性是影響保暖材料穿著性能的一個(gè)重要因素。熔噴非織造布的透氣性主要取決于纖網(wǎng)中空隙的大小和多少，以及纖維的粗細(xì)和形狀，空隙越少或纖維越細(xì)，則空氣透過阻力越大，透氣性就越小，反之亦然［6］。表3是幾種熔噴保暖材料試樣的透氣量。

表3 熔噴保暖材料試樣的透氣量

從表3我們可以看出，雙組份熔噴保暖材料的透氣性較好，且隨著PET短纖維比例的增加，熔噴保暖材料透氣性提高。其主要原因是PET短纖維的加入，纖網(wǎng)的孔隙變大，纖維的平均纖度也加大，透氣性增加，從混合型保暖材料的掃描電鏡圖中我們也可以得出相同結(jié)論。

2.4 PET短纖維含量對(duì)熔噴保暖材料保暖性能的影響

保暖材料的保暖性能是由保溫率和克羅值共同決定的，保溫率和克羅值越大，表示熱量通過該材料所遇到的熱阻越大［7－9］，材料的保暖性能就越好。從表4中可知，混合型熔噴保暖材料的保暖性能最好，這是由于PET短纖維的加入，使材料的厚度增加，從而增加了空氣的含量，而材料中的PP纖維超細(xì)，限制了這些空氣的流通，減弱了保暖材料的對(duì)流和輻射傳熱［10］，因而保暖效果好。

表4 試樣保暖性能的測(cè)試數(shù)據(jù)

當(dāng)PET短纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%時(shí)，保溫率可達(dá)62.47%，再繼續(xù)增加PET短纖維的比例，材料的保溫率反而下降，如圖3所示。這是由于當(dāng)纖網(wǎng)內(nèi)部空氣量增大到一定程度，而纖網(wǎng)中的PP熔噴超細(xì)纖維比例不夠，材料對(duì)空氣鎖定能力下降，內(nèi)部的空氣與外界發(fā)生自然對(duì)流，從而降低了材料的保溫性能。

圖3 保溫率與PET纖維質(zhì)量分?jǐn)?shù)的關(guān)系

3 結(jié)論

（1）PP/PET混合型熔噴非織造布纖網(wǎng)呈三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，纖維排列錯(cuò)亂，孔隙率大，具有良好的透氣性能，且隨著PET短纖維比例的增加，透氣性能有所增加，提高了作為保暖絮片的穿著舒適性。

（2）PP/PET混合型熔噴非織造布與傳統(tǒng)的保溫材料相比，具有更好的保溫性能，在保暖性能測(cè)試中，它的保溫率最大可達(dá)62.47%，比其它保溫材料增加了5%～8%。

（3）PP/PET混合型熔噴保暖材料的力學(xué)性能較純PP有所提高，當(dāng)PET質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到50%，其強(qiáng)力值最大，強(qiáng)度為6.5 N/5 cm，斷裂伸長(zhǎng)為20%。

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DEVELOPMENT OF PP/PET BI-COMPONENT MELT-BLOWN THERMAL MATERIAL

ZHAO Ai-jing1，CHENG Bo-wen1，ZHANG Wei-li2，CHEN Hua-ze2，XING Ke-qi2
（1.Tianjin Polytechnic University，Tianjin 300160，China;2.Tianjin TEDA Co.，Ltd.，Tianjin 300462，China）

A kind of PP/PET bi-component melt-blown non-woven fabric was developed in this paper.The web structure of melt-blown non-woven was analyzed using SEM，and some kinds of properties of non-woven were also discussed，such as air permeability，warmth retention property and mechanical property.The conclusion shows that adding PET fiber，the web structure of melt-blown non-woven becomes sparse，and the air permeability is improved;when the PET fiber content is 50%，the warmth retention rate comes to 62.47%，strength is 6.5 N/5 cm，it become one kinds of excellent thermal materials.

bi-component;melt-blown non-woven;thermal material

TS176

B

10.3969/j.issn.1672－500x.2011.01.002

1672－500X（2011）01－0006－03

2011－02－16

趙愛景（1973－），女，河北饒陽人，在讀碩士研究生。研究方向:熔噴超細(xì)纖維非織造布的開發(fā)及應(yīng)用。