非织造学第二章.doc

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1、第二章非织造用纤维原料纤维是构成非织造材料的最基本的原料。非织造材料是纤维原料直接构成的纤维集合体。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2、纤维作为非织造材料的缠结加固成分在针刺和水刺非织造材料、无纱线纤网型缝编法非织造材料结构中，部分纤维以纤维束的锲柱或者圈状结构存在于非织造材料中，起着加固纤网的作用。3、纤维作为非织造材料的粘合成分在热粘合法、湿法非织造材料中，具有热熔性（水溶性）的合成纤维作为粘合材料加入纤网中。纤网受到热处理时，这些纤维便会全部或部分地失去其纤维形态，形成结构

2、中的粘合成分。纤维表观性状对非织造材料性能的影响1、纤维长度及长度分布1、缠结点↑→抱合力↑纤维长度↑→→非织造材料强力↑2、粘合点↑→粘合力↑成网工艺对纤维长度的要求：湿法成网：5～20mm、梳理成网：10～150mm、气流成网：4～60mm纤维长度要均匀一致，避免超长纤维。2、纤维线密度纤维线密度↓→纤维越细→(相同面密度条件下)纤维根数↑→纤维间的接触点和接触面积↑→纤维间的粘结(缠结)程度↑→纤维间滑移阻力↑→非织造材料强力↑对非织造加工工艺的影响：纤维线密度↓↓→纤维容易缠绕结团→不利于开松、

3、梳理、成网3、纤维卷曲度：单位长度内纤维的卷曲个数(个/cm)。卷曲度↑→纤维间抱合力↑→纤维间相对滑移阻力↑→纤网均匀，强力↑卷曲度↑→粘结点之间的纤维可保持一定的弹性伸长→材料手感柔软，弹性好在干法梳理成网中：卷曲度↓↓→纤维不易成网在湿法工艺中：卷曲度↑→纤维易纠缠→成网时难以分散成单纤维在水刺工艺中：卷曲度↑→材料强力↓（中低水压条件下）4、纤维横截面形状材料硬挺度：三角形≻圆形≻椭圆形材料保暖性(蓬松度、回弹性)：中空、四孔、七孔、九孔纤维粘合强度：异形截面(比表面积↑)≻圆形截面(比表面积↓

4、)材料光泽：三角形≻圆形扁平截面纤维易弯曲5、纤维表面摩擦因数纤维摩擦因数↑→纤维间抱合力↑→纤维间相对滑移阻力↑→纤维的缠结效果↑→材料强力↑纤维摩擦因数↑↑→针刺阻力↑→刺针在纤网中穿刺困难→断针纤维摩擦因数↑↑→静电↑→不利于梳理成网纤维的物理机械性能、化学性能对非织造材料性能的影响1、纤维的机械性能断裂强力和伸长、初始模量、弹性恢复性、耐磨性等纤维抵抗外力作用所表现出的力学性能最典型、最重要的是其拉伸性能纤维的湿态初始模量越大，其在水中越易分散。纤维强度利用系数可用下式来表示：式中：K－纤维强度

5、利用系数σp－非织造材料的强度σB－单纤维强力m－通过非织造材料1cm2截面的纤维根数2、纤维的吸湿性纤维吸湿性—纤维吸收水分(气态、液态)的能力纤维吸湿性影响因素：1、纤维的分子结构(含有亲水基团)2、纤维的结晶度(结晶度↓→吸湿能力↑)3、纤维的比表面积和内部空隙4、纤维中的伴生物和杂质纤维吸湿指标：回潮率—纤维中含水分的质量与其干燥质量的百分率化学粘合法：纤维吸湿↑→粘合剂易于润湿纤网→纤维吸附粘合剂↑→粘合效果↑水刺法：纤维吸湿↑→纤维易于缠结→水刺布强力↑干法成网和针刺法纤维吸湿能力↓→静电↑

6、→不利于成网纤维吸湿↑→纤维易缠绕机器3、纤维的热学性质纤维热学性能主要参数：熔点、玻璃化温度、软化点、分解点、热收缩性、耐热性等4、纤维的化学性能化学粘合法：粘合剂后整理工艺：功能整理剂、助剂等耐化学性主要指耐酸碱性、耐有机溶剂和耐氧化性物质性能。纤维选用的三项原则(1)满足非织造材料使用性能的要求(2)满足非织造材料加工工艺和设备对纤维的要求(3)性价比的平衡及其它环境资源方面的要求非织造常用纤维天然纤维1、棉纤维主要成分:纤维素化学分子式：[C6H10O5]n表观性状:截面为中空腰圆状，纵向呈扁带

7、状且自然扭曲；线密度为1~2dtex，长度为25~36mm。物理性能：单纤断裂强力为2.5~5cN/dtex，断裂伸长7~12%，初始模量60~82cN/dtex，回潮率7%，湿强力比干强力高10%左右。热学性能:不软化，不熔融，分解点150℃。适合工艺:针刺、化学粘合、水刺主要用途:医用卫材、粘合衬、过滤材料2、麻纤维主要品种：苎麻、亚麻、大麻、罗布麻主要成分:纤维素表观形状：纤维细长，十几~几百mm，线密度分布范围大物理性能：强度高、模量高、刚性好，硬挺、湿强更高、吸湿性很好适合工艺：针刺、化学粘合

8、主要用途：汽车内饰件、隔音隔热材料、服装衬、地毯、抛光材料3、木浆纤维木浆纤维系来自木材的天然纤维素纤维。其中含有43～45％的纤维素，27～30％半纤维素，20～28％木质素与3～5％的天然可提取物。特点：纤维特短(2mm以下)，吸湿性好、成本低、可生物降解适合工艺：水刺、干法造纸、湿法成网主要用途：“用即弃”卫生用品、手术衣、揩布、餐巾市场前景：生产能力不断扩大，产量逐年剧增。4、废纤维(含有少量化纤)包括棉纺厂的皮辊花、粗纱头、梳棉抄