非织造学复习资料

1非织造学复习资料第一章绪论非织造材料基本工艺路线纤维/原料选择→成网→加固→烘燥→后整理→卷材→最终产品，前四个为基本原理过程。1、纤维准备：开松、除杂、混合、(加油润滑以及喷洒除静电剂)2、成网三大类：干法、湿法、聚合物直接成网法。干法成网：成网设备（各种棉毛梳理机，气流成网机）湿法成网：特点：适用一些较短纤维（2-10mm）、成网较薄。聚合物直接成网：由切片直接成为无纺布，流程短三种成网方法优缺点比较：干法：应用范围广，投资小、建厂快。湿法：生产速度高，产品均匀性好，但建厂投资达，水源要求丰富，产品不易更换。聚合物直接成网法：产量大，产品强度高，产品更换困难。加固方法：机械加固、化学加固、热熔粘合加固、自身粘合。后整理：增进最终产品的使用性能与美观。方法：机械后整理、化学后整理、功能后整理非织造材料的发展原因：1.传统纺织工艺与设备复杂化，生产成本不断上升，促使人们寻找新技术。2.化纤工业的迅速发展，为非织造技术的发展提供了丰富的原料，拓宽了产品开发的可能性。短纤维在干燥状态下，经过梳理设备或气流成网机制成单向的、二维的或三维的纤维网，然后经过机械、化学粘合或者热粘合加固等而制成的非织造布。聚合物直接成网法定义：利用化学纺丝原理，在聚合物纺丝成型过程中使纤维直接铺置成网，然后经过机械、化学或热方法加固而成非织造布，或利用薄膜生产原理直接使薄膜分裂成纤维状制品（非织造布）。类型：纺粘法、闪纺法、湿法纺丝直接成网法机械加固法针刺法:纤维网通过针刺机刺针的反复穿刺作用，使部分纤维相互缠结，将蓬松的纤网加固的工艺。特点：适用范围宽，成本低2、水刺法：利用高压高速的极细水流（水针）冲击纤维网，使纤维网中的纤维相互缠结而制成手感柔软的非织造布的加工工艺特点：发展较快，前景较好3、缝编法：利用缝编机，把维网用少量的成圈纱线紧固在一起而制成缝编织物的加固工艺。特点：工艺简单、产量高、花色品种多，外观酷似纺织品，国内发展并不快。化学粘合加固法1、喷洒法：在比较厚的纤维网的两面均匀地喷洒一定量的化学粘合剂，然后再烘燥，使纤维网中的纤维粘结在一起的加固工艺。特点：工艺流程简单，适用性强，成本低2、饱和浸渍法：梳理成网的纤维网由网帘夹持浸入粘合剂液槽，从槽中输出，经挤压、烘筒烘干成布的加固工艺。特点：各向同性、均匀性、强度均较好。3、泡沫浸渍法：利用发泡剂使粘合剂形成气泡而施加于纤网或针刺基布上的加固工艺。特点：粘合剂的加入量节省、均匀4、印花法：利用印花的方法把粘合剂施加在纤网上，再经烘燥使纤维网得以加固的加固工艺。5、溶剂法:利用不同性能的溶剂或溶剂蒸汽对纤网进行处理，使纤网产生粘合而加固的加固工艺。2特点：溶剂有污染非织造工艺的技术特点1.多学科交叉突破传统纺织原理，综合了纺织、化工、塑料、造纸以及现代物理学、化学等学科的知识。2.工艺过程简单，劳动生产率高。3.生产速度高，产量高。4.可应用纤维范围广。5.工艺变化多，产品用途广。6.资金规模大，技术要求高。非织造材料结构特征：1、构成主体是纤维(呈单纤维状态)2、由纤维组成网络状结构3、必须通过化学、机械、热学等加固手段使该结构稳定和完整。非织造材料与传统纺织品的结构差异纤维之间的结合方式：纤维与纤维相互缠结，靠摩擦力抱合用粘合剂将纤维相互固结利用纤维自身的热熔性使纤维在交接点上粘合传统纺织品结构特征：1、构成主体是纱线(或长丝)2、经交织或编织形成规则的几何结构纤维排列:(1)纤维呈二维排列的单层薄网几何结构(2)纤维呈三维排列的网络几何结构纤维结合:(1)纤维与纤维缠绕而形成的纤维网架结构(2)纤维与纤维之间在交接点相粘合的结构(3)由化学粘合剂将纤维交接点予以固定的纤维网架结构结合点形态:(1)理想结构模型(2)点状结构模型(3)片状结构模型(4)团块状结构模型第二章非织造用纤维原料一、纤维在非织造材料中的作用1.纤维作为非织造材料的主体成分在粘合法非织造材料、针刺法非织造材料、水刺法非织造材料、纺丝成网法等非织造材料中，纤维以网状构成非织造材料的主体，纤维在这些非织造材料中的比重要占到一半以上甚至百分之百。2.纤维作为非织造材料的加固成分在针刺法非织造材料、水刺法非织造材料，部分纤维以纤维束锲柱形式或线圈状结构起加固纤网的作用。3料的粘合成分在大多数热粘合法和湿法非织造材料中，加入纤网的热熔性纤维在热粘合时全部或部分熔融，形成纤网中的热熔粘合加固成分。1.纤维表观性状对非织造材料性能的影响：纤维长度及长度分布、纤维线密度、纤维卷曲度、纤维截面形状、纤维表面摩擦系数二、纤维与非织造材料性能的关系1.纤维表观性状对非织造材料性能的影响3纤维长度及长度分布、纤维线密度、纤维卷曲度、纤维截面形状、纤维表面摩擦系数纤维特性对非织造材料性能的影响规律(1)细度和长度：细度↓长度↑→非织造材料强度↑(2)卷曲度：纤维卷曲度影响抱合力、弹性、压缩回弹性。(3)纤维截面形状：过滤材料采用多叶截面，孔径↓，表面积↑，非织造材料强度↑。(4)表面光滑程度：影响强度，影响加工工艺性，如静电、针刺力等。(5)吸湿性：影响加工工艺性，如静电、粘合剂扩散等。纤维的物理机械性能、化学性能对非织造材料性能的影响纤维的机械性能(包括断裂强力和伸长、初始模量、弹性恢复性等)、纤维的吸湿性、纤维的热学性能、纤维的化学性能一、天然纤维与化学纤维的比较：1、多数化学纤维的物理机械性能高于天然纤维。2、天然纤维和部分化学纤维具有可降解性。3、化学纤维含杂少，可简化纤维准备工序。4、差别化、功能性的化学纤维可满足非织造材料的特殊要求。5、化学纤维细度、长度的一致性较好，并可按非织造生产工艺的要求进行控制。二、纤维选用原则1)非织造材料的性能要求：如强度、工作温度、老化性能、耐化学品性能、颜色等。2)工艺与设备的适应性：包括气流成网、梳理机、热粘合工艺等。3)产品的成本：采用价值工程原理，以最小的成本实现产品的功能四、纤维的分类(1)天然纤维：包括棉、木棉、椰壳纤维、甲壳质纤维、海藻纤维、苎麻、黄麻、亚麻、羊毛、丝等。(2)化学纤维：包括粘胶、聚酯、聚丙烯、聚酰胺、聚乙烯醇、聚丙烯腈及其它纤维。(3)无机纤维：包括玻璃纤维、碳纤维、金属纤维、陶瓷纤维、石棉纤维等。1、聚丙烯纤维又称丙纶，简写为PP。断裂强度2.6~5.7cN/dtex，断裂伸长20~80%，初始模量18~35cN/dtex，密度为0.90~0.91g/cm3(聚酯的70%)，软化点140~150℃，熔点163~175℃左右，干和湿强度好，变形回复性好，耐化学品好，耐霉性好，绝缘性好，吸湿性极低，无毒性，不耐日晒。用途较广，如土工合成材料、地毯、手术衣、手术罩布、婴儿尿片和妇女卫生巾包覆材料、吸油材料、过滤材料、保暖材料、隔音材料、揩布等。2.聚酯纤维称涤纶，简写为PET或PES。断裂强度4.2~5.7cN/dtex，断裂伸长35~50%，初始模量22~44cN/dtex，密度为1.38g/cm3，软化点235~240℃，熔点256℃左右，变形回复性好，弹性好，强力高，绝缘性好，易产生静电，耐酸不耐强碱，老化性能较好。非织造工艺中常用截面为圆形、三角形、扁带形、中空圆形等，通常适用于绝缘材料、保暖絮片、墙布、服装衬基布、屋顶防水材料、土工合成材料等。3.聚酰胺纤维又称尼龙纤维，简写为PA断裂强度3.8~6.2cN/dtex，断裂伸长25~60%，湿态断裂强度3.2~5.5cN/dtex，湿态断裂伸长27~63%，初始模量7~26cN/dtex，密度为1.14g/cm3，软化点180℃，熔点220℃左右，综合性能良好，弹性好，价格高，耐日晒牢度差，耐碱不耐强酸，摩擦系数大。主要用于服装衬基布、造纸毛毯、地毯、合成革基布、抛光材料等。4.聚乙烯醇纤维又称维纶,简写为PVA。断裂强度4.0~5.7cN/dtex，断裂伸长12~26%，湿态断裂强度2.8~4.6cN/dtex，湿态断裂伸长12~26%，初始模量22~62cN/dtex，密度为1.26~1.30g/cm3，干态软化点220~230℃，水中软化点110℃左右，干强好，湿强低，耐碱性好，吸湿性较好，染色较困难，不耐强酸。4水溶性纤维可用于绣花基布、用即弃材料等。聚丙烯腈纤维断裂强度2.5~4.0cN/dtex，断裂伸长25~50%，湿态断裂强度1.9~5.5cN/dtex，湿态断裂伸长25~60%，初始模量22~55cN/dtex，密度为1.17g/cm3，软化点190~240℃，分解点280~300℃，强力较高，弹性好，耐光性好，染色性好，蓬松性较好，易起毛起球，耐磨性较差。主要用于生产保暖絮片、人造毛皮、毛毯。6.棉纤维纤维细度一般为1~2dtex，长度为25~36mm，断裂强度2.6~4.3cN/dtex，断裂伸长7~12%，湿态断裂强度2.9~5.6cN/dtex，截面为中空肾状，纵向自然卷曲，吸湿性很好，湿强力比干强力高10%左右。棉纤维含有较多的杂质，除杂脱漂后可用于医卫非织造材料，白度应大于80%，残硫量应小于8mg/100g。粘胶纤维由纤维素组成，湿纺成形，简写为VIS断裂强度2.2~2.7cN/dtex，断裂伸长16~22%，湿态断裂强度1.2~1.8cN/dtex，湿态断裂伸长21~29%，初始模量26~62cN/dtex，密度为1.5~1.52g/cm3，分解点150℃，强力较低，吸湿性良好，湿强力更低。粘胶纤维已开发出许多新品种，如高卷曲、高湿强、高吸湿等，常用于医卫材料，和其它纤维混和后用于服装衬基布、合成革基布、食品过滤材料等。8.麻纤维纤维细长，断裂强度4.9~5.7cN/dtex，断裂伸长1.5~2.3%，湿态断裂强度5.1~6.8cN/dtex，湿态断裂伸长2.0~2.4%，初始模量176~220cN/dtex，吸湿性很好，刚性好，硬挺性好，但抱合力较小。主要用于生产地毯基布、抛光材料、衬里和建筑用隔音隔热材料等。9.羊毛纤维断裂强度0.9~1.5cN/dtex，断裂伸长25~35%，湿态断裂强度0.67~1.43cN/dtex，湿态断裂伸长25~50%，初始模量8.5~22cN/dtex，分解点135℃，天然卷曲，弹性好，手感丰满，保暖性好，吸湿性强，光泽柔和，染色性好，具有独特的缩绒性，但价格高。主要用于生产高级地毯、造纸毛毯等。热熔粘结纤维1.对低熔点的热熔粘结纤维的要求：熔点低、软化温度范围大、热收缩小绒毛浆纤维与造纸用木浆纤维的主要差别：1、绒毛浆纤维平均长度为2mm，造纸用木浆纤维平均长度为1mm。2、造纸用木浆纤维中可提取物的残留量较大，影响其吸湿性。3、造纸用木浆纤维通常含水率较大，而且湿度变化较大，由此造成相应的非织造工艺不稳定第三章短纤维成网工艺和原理干法成网是相对于湿法成网而言的，经干法成网所得的非织造布称干法非织造布，目前约占世界非织造布总产量的50％以上。纤网的均匀性纤网质量如单位面积质量偏差，不匀率，纤维的配比以及纤维的排列方向等，直接影响非织造材料的外观和性能。纤网缺陷在后加工过程中无法加以弥补，有时反而扩大和暴露。由此，成网技术是非织造材料生产技术中的关键。纤网均匀性用以下指标衡量：纤网均匀度(webuniformity)指纤维在纤网中分布的程度。通常用纤网不匀率(CV值)来表征纤网的均匀度。纤网定量(weight):指纤网中所含纤维的质量。通常用单位面积纤网质量(g/m2)来表示。定向度:纤维在纤网中的排列方向，用定向度表示.纵向(MD)：纤维顺着机器输出方向排列。横向(CD)：纤维垂直于机器输出方向排列。杂乱排列(randomness)：纤维沿纤网各个方向排列。各向异性(anisotropic)：纤网各个方向的物理机械性能差异很大5各向同性(isotropic)：纤网各个方向的物理机械性能非常相似.通常用非织造材料的纵向和横向断裂强力的比值来判断纤网的定向度或杂乱度。MD:CD1或1，则纤网的定向度高；MD:CD≈1，则纤网的杂乱度高。干法成网前准备工序主要包括开包、纤维的混合和开松。开包——混合——多仓混棉——精