聚丙烯非織造布的應用量占非織布造總量的50%。本篇為大家介紹的是聚丙烯的流變性能,及其與熔噴纖維細度的關(guān)系。
聚丙烯的流變性能
在聚丙烯成形加工中,熔體流動性能是一個重要指標,一般采用熔體流動指數(shù)(MFI)來表征,MFI值越大,熔體的流動性越好。它是指在230℃的熔融狀態(tài)下,在10min時間內(nèi),標準負荷(2160g)下,流經(jīng)標準(直徑2.095mm,長8mm)毛細管的熔體重量,其單位為g/10min。這是目前企業(yè)常用的測試方法,通常以此表征原料切片的流動特性。熔體流動指數(shù)也稱為熔融指數(shù)。
熔融指數(shù)(MFI)的大小與聚丙烯的相對分子質(zhì)量有關(guān),一般等規(guī)聚丙烯的平均相對分子質(zhì)量在180000、300000之間。相對分子質(zhì)量越大,MFI值越小。由于樹脂品種及成形方法的不同,所選用樹脂的熔融指數(shù)差別較大。
在紡粘法非織造布生產(chǎn)中,由于要連續(xù)進行紡絲、牽伸、鋪網(wǎng),而且要用高速紡絲來生產(chǎn)細旦纖維,故所需要的熔融指數(shù)一般要在30、40g/10min。
其他用途或工藝用樹脂的MFI值與紡粘法紡絲用樹脂略有差異,如膜裂纖維用樹脂的MFl值一般要在4~7g/10min;長、短纖維用樹脂的MFI值一般要在14~20g/min;細旦長絲、高速紡長絲、煙用過濾嘴用樹脂的MFI值一般要在30~40g/10min。
生產(chǎn)熔噴法非織造布要用流動特性更好的樹脂,熔融指數(shù)一般要在400~1500g/10min。一般熔體流動速率越高,熔體的黏度越低,就更易于牽伸成更細的纖維,單纖維的強度會較小。如果需要強度較高的纖維,就要選使用熔體流動速率較低的樹脂。
圖 所示為熔體流動速率與熔噴纖維細度的關(guān)系(圖源:艾邦高分子)
由于影響非織造布強度的主要因素是纖維的粗細、纖網(wǎng)的均勻度及固結(jié)條件等。所以,樹脂的流動速率對非織造布的強度有一定的影響,但影響并不是太大。
熔體在毛細孔流動時產(chǎn)生的法向應力差使取向的分子在出口處產(chǎn)生一種脹大的傾向。這種脹大效應依賴于毛細孔的尺寸,尤其是細孔的長徑比(L/D),它隨著(L/D)值的增加以及毛細孔平均剪切速率梯度的降低而降低;而隨著熔體溫度的降低,使松弛效應減慢和黏性阻尼增加,致使擠出脹大效應變得明顯。聚丙烯柔軟的分子鏈結(jié)構(gòu),使其在加工成形過程中對這種出口脹大行為不能忽視。
這是設(shè)計噴絲板的孔間距離、噴絲孔的長徑比時要考慮的因素。
文章來源:《紡粘和熔噴非織造布手冊整理》(劉玉軍 主編)
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