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《丙纶非织造布亲水改性工艺研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、丙纶非织造布亲水改性工艺研究??2002年第12期??????????????????????产业用纺织品31何一帆??赵耀明????(华南理工大学材料学院,广州,510640)摘??要:论述了用表面活性剂对纺粘法丙纶非织造布进行亲水化改性的机理和表面活性剂的选用要求。通过正交试验法优选出用三组分表面活性剂复配体系对丙纶非织造布整理的最优工艺条件,讨论了处理温度、处理时间和处理浓度对非织造布亲水性影响的规律。经整理后的纺粘法丙纶非织造布的透水时间为1.2s,获得了优异的亲水性改性效果。关键词:表面活性剂,亲水性,整理,丙纶非织造布,透水时间中图分类号:T
2、S195??5??????文献标识码:A??????文章编号:1004-7093(2002)12-0031-04????丙纶非织造布具有良好的透气性、极低的回潮率(仅为0.03%),抗张强力、抗弯曲强度、耐磨损等性能好,价格较低廉。但由于聚丙烯大分子结构中没有亲水性基团,且结晶度高,同时纤维截面呈圆形,结构致密,缺少微孔和缝隙,所以丙纶亲水性极差。为了使丙纶非织造布在用即弃卫生材料领域得到更广泛的应用,必须对其进行有效的亲水改性。使丙纶非织造布具有亲水性主要是在纺丝和整理两个过程中进行[1]。纺丝改性大多是纤维的整理改性,如通过大分子结构亲水化法、与亲水
3、化单体接枝共聚法、与亲水化物质共混法和纤维结构微孔化法等[2~3]。而整理改性则大多是纤维表面层的改性,这种改性方法具有生产工艺短、操作简便、成本较低的优点。尽管表面亲水化整理的纤维亲水性的耐久性差,但由于用即弃卫生材料对耐久性要求不高,而且该方法经济效益高,所以值得采用。表面亲水化整理工艺一般分为浸渍法和浸轧法两类。浸轧法常用于布匹加工,浸渍法则常用于纱线加工。本研究从生产实际的需要出发,着重探讨丙纶非织造布采用浸轧法进行亲水化整理改性的工艺及其规律。1??表面活性剂对丙纶的亲水化改性机理1.1??润湿机理由于丙纶不吸水,其表面不能被水所润湿。所谓润湿
4、,即固体表面吸附的气体为液体所取代的现象。发生润湿时,固??气界面消失,形成新的固??液界面。该过程中能量(自由能F)必定发生变化,自由能变化??F的大小可作为润湿作用的尺度[4]。对于不同类型的自由能变化的润湿计算公式有所不同[5]。??铺展润湿:??F=??l+??sl-??s??0,(式中:??s为固体的表面张力,??l为液体的表面张力,??sl为固??液界面张力,下同);??浸渍润湿:??F=??sl-??s??0;??附着润湿:??F=??sl-??s-??l??0。可以看出,当??F??0时,润湿即可发生。为了方便计算润湿功,引入了接触角的概
5、念。根据Young方程(又称润湿方程)[6]:??s-??sl=??lcos??可知,当????90??为不润湿,当????90??为润湿。??角越小,表示液体对固体润湿性能越好。在不涉及润湿类型只一般地讨论润湿时,即可根据Young方程进行计算,而不需深究润湿时的能量变化。由Young方程可以看出,固体表面能愈高,即??s越大,愈易润湿,故高表面能固体比低表面能固体易于润湿。??l(收稿日期:2002-07-11作者简介:何一帆,女,1978年生,在读硕士研究生。主要从32??????????????产业用纺织品??????????????????第2
6、0卷总第147期??mN/m,30??),而聚丙烯的临界表面张力??c为35mN/m[7],故水在一般情况下对属于低能表面固体的丙纶非织造布难以润湿,而用表面活性剂的水溶液来整理丙纶非织造布可改善其润湿性,即吸水性,因为它起到了改变丙纶表面性质的作用[8]。表面活性剂是既有亲水基团又有亲油基团的??两亲??分子,它的亲油基团通过范德华力被吸附于丙纶表面,亲水基团伸向空气,形成定向排列的吸附层。这种带有吸附层的固体表面裸露的是离子型或非离子型的亲水基团,具有高能表面特性,从而有效地改变了原丙纶表面的润湿性能。1.2??表面活性剂的选用为了使丙纶非织造布具有
7、亲水性即再润湿性,应选用适当的表面活性剂对其进行整理。润湿剂[9]参考文献[11];(3)采用浸渍法对丙纶非织造布进行浸泡整理;(4)布样经轧辊轧后在80??的烘箱中干燥,然后在室温下平衡24h,待用;(5)在标准状态下测定丙纶非织造布透水时间,方法见参考文献[12]。3??结果与讨论3.1??正交优选试验通过正交试验法分析并求出三组分复配体系的最佳整理工艺组合,所涉及的工艺条件包括三组分表面活性剂的浓度(分别为A浓度、B浓度、C浓度)、处理温度以及处理时间。本试验为三水平试验,考虑到两两浓度之间的交互作用,故选用L27(3)表进行试验,最后得出了最优组
8、合为A浓度0.1%,B浓度0.05%,C浓度0.15%,即最佳配比为A??B??
