熔噴彈性聚烯烴非織造材料的研發(fā)與應用

綜述.產(chǎn)業(yè)用紡織品總第192期熔噴彈性聚烯烴非織造材料的研發(fā)與應用付小栓柯勤飛金(東華大學(xué)紡織學(xué)院，上海200051)摘要:熔噴法作為一種重要的非織造加工方法，正不斷地從加工設備、原材料的開(kāi)發(fā)來(lái)拓展自己的發(fā)展空間,聚烯烴彈性材料的出現則在很大程度上促進(jìn)了熔噴彈性材料的發(fā)展。綜述了目前熔噴聚烯烴彈.性材料的研發(fā)情況,指出其進(jìn)一步重點(diǎn)發(fā)展的方向。關(guān)鍵詞:熔噴法，聚烯烴彈性材料,研發(fā),應用中圖分類(lèi)號:TS176.9;TQ342.6文 獻標識碼:A文章編號:1004 -7093(2006)09 -0004 -03(4)采用復合技術(shù)制成彈性非織造材料5)。1熔噴彈性非織造材料選用彈性聚烯烴切片作原料,使用復合技術(shù)將該彈性材料和其他原材料疊加,可形成性能優(yōu)勢互熔噴彈性非織造材料是以熱塑性彈性體為原補的熔噴彈性聚烯烴非織造材料4.1。料,通過(guò)常規的熔噴法即聚合物擠壓工藝生產(chǎn)而成的具有良好彈性和延伸性的非織造材料。其彈2熔噴彈性聚烯烴非織造材料的優(yōu)勢性的定義為:該材料在外力的作用下具有可延伸性,常規界定是材料的可伸長(cháng)率不小于60% ,在作聚烯烴熱塑性彈性體包含以下幾種類(lèi)型:用力去除后至少可以回復原伸長(cháng)的55%"。(1)無(wú)規嵌段共聚物,例如乙烯- a-烯烴共 聚熔噴彈性非織造材料的主要原料有聚氨酯彈物;性體聚酯類(lèi)彈性體、聚酰胺類(lèi)彈性體、A-B-A 型嵌(2)嵌段共聚物,例如氫化丁二烯一異戍二段共聚物( B為彈性段)、聚醚酯,乙烯和a-烯烴共烯一丁二烯嵌段共聚物;聚物。其中聚烯烴類(lèi)彈性體不僅具有優(yōu)良的物理(3)立構嵌段共聚物,例如立構嵌段聚丙烯;機械性能，而且還具有良好的生物相容性,已廣(4)接枝共聚物,例如聚異丁烯- -聚苯乙烯泛地應用在服裝襯里、個(gè)人護理和醫療保健方EPDM-聚新戊內酯;面(2)。(5)共混物,例如EPM/iPP共聚物動(dòng)態(tài)硫化彈性體的加工要從原材料、加工工藝及后處理EPDM/結晶聚烯烴共混物[0。著(zhù)手,而彈性非織造材料的制造也是基于上述途在熔噴法中使用最多的原料是聚丙烯切片,經(jīng)徑,按加工技術(shù)分類(lèi)主要有:過(guò)熱處理和拉伸后,聚丙烯非織造材料具有一定彈(1)改變纖維網(wǎng)的組織結構來(lái)改善彈性;性,但彈性不能持久”。而利用聚氨酯類(lèi)彈性體(2)使用高卷曲纖維使材料彈性得以改善;進(jìn)行熔噴加工,則較高的價(jià)格限制了其應用范圍,(3)直接使用彈性纖維;與目前龐大的市場(chǎng)需求有一-定的矛盾。與其他聚合物相比較,彈性聚烯烴類(lèi)原料優(yōu)勢十分突出,具收稿日期:2006 -04-11體表中國煤化工:度小;成本低廉;作者簡(jiǎn)介:付小栓.男,1981年生,在讀碩士研究生。主要從事所用YHCN M H GF制取(6)。熔噴彈性體材料的研究。用熔噴彈性聚烯烴非織造材料制成的用品可2006年第9期產(chǎn)業(yè)用紡織品綜述以與穿戴者的身體或其他物品緊密地貼合在-起，以作為個(gè)人護理用品的襯里"。增加了穿著(zhù)和使用的舒適性,如用即棄型的嬰兒ExxonChemicalPatents公司的熔噴彈性非織尿布、女性衛生用品等。在服用方面如運動(dòng)服裝、造材料是由乙烯和其他烯烴類(lèi)(含有3~20個(gè)碳女裝,更能體現出人體的曲線(xiàn)美;可用作沙發(fā)墊襯原子的烯烴,如苯乙烯)的共聚物為原料加工制物裝潢用品等。在醫用方面的應用更是日益增得,共聚物的密度為0.86 ~0.93 g/cm', 熔融指數多,如用作醫用繃帶,良好的彈性使得傷口處在一(MFI)為10~1 000 g/l0 min,成品可用作窗簾材定的作用力下,易于愈合,病人行動(dòng)方便,感覺(jué)舒適,料[]。ExxonMobil公司研制出用于熔噴和紡粘加傷口愈合表面平整,疤痕小;在用于手套時(shí),則使穿工的聚烯烴彈性體Vistamaxx,這種樹(shù)脂是通過(guò)戴者穿戴合適,觸覺(jué)靈敏,操作精確,感覺(jué)舒適,這茂金屬催化合成,熔點(diǎn)為40~ 160C,MFI為1 ~在對于防污染要求很高的制藥和電子工業(yè)是十分400 g/l0 min,伸長(cháng)率100% ~ 1 500% ,彈性回復率重要的[8]。為80% ~97%。該類(lèi)產(chǎn)品最大的特性在于聚合物3國內外熔噴彈性聚烯烴材料的研發(fā)相對分子質(zhì)量分布較窄,可根據最終用途生產(chǎn)不同，的彈性材料,廣泛應用在服裝襯里、個(gè)人護理、醫療3.1 國外情況保健方面2]。美國Kimberly-Clark公司首先生產(chǎn)出了熔噴日本東京Kanebo 公司利用復合技術(shù)開(kāi)發(fā)出新法彈性非織造材料，由于其優(yōu)良的性能和不可替型彈性聚烯烴非織造材料,由聚氨酯樹(shù)脂制得的長(cháng)代性,該材料的研究和應用得到了蓬勃的發(fā)展。絲及聚烯烴類(lèi)彈性體組成,再由自身熱粘合形成。Kimberly. -Clark公司開(kāi)發(fā)了中間層以彈性熔噴層代除了具有與普通非織造材料相似的力學(xué)性能外,材替非彈性熔噴層的SMS產(chǎn)品,彈性熔噴層采用彈料本身較為蓬松,手感舒適,彈性在55%以上,可性聚烯烴熱塑性聚合物材料外層采用并列型聚乙滿(mǎn)足阻菌材料、醫療衛生材料及防護服等多方面的烯/聚丙烯共軛雙組分紡粘非織造材料,并通過(guò)熱應用要求[3]。風(fēng)或熱軋的方式復合。因該產(chǎn)品由多種材料復合美國DowChemical公司也從事烯烴類(lèi)彈性非而成，在兼顧彈性的同時(shí),其他方面性能也得到很織造材料的生產(chǎn)。在美國專(zhuān)利USP 6667351中介好的互補,其最大的優(yōu)勢在于優(yōu)良的貼身性和舒適紹了由其制造的一種彈性非織造材料,延伸率為性(9。200% ,密度在0. 89 g/cm2左右,強度為0.35 cN/Minnesota Mining and Manufacturing 公司用乙dtex。該產(chǎn)品含有輻射或交聯(lián)固化的規整結構聚烯和a-烯烴共聚物為原料制成熔噴彈性非織造材乙烯化合物,其阻燃性能較好,能在提升使用溫度料,其中a-烯烴最好是使用1-辛烯,該共聚物的密的情況下保持良好的彈性,主要用于個(gè)人衛生護理度小于0.9 g/cm',熔點(diǎn)低于100C ,后期用射線(xiàn)進(jìn)及感染控制衛生用品4。行交聯(lián)處理，其斷裂伸長(cháng)率不低于400% ,微纖直3.2國內情況徑小于75μm,該彈性非織造材料具有經(jīng)過(guò)改進(jìn)我國臺灣全程興業(yè)股份有限公司的專(zhuān)利產(chǎn)品的熔噴加工性能,故而在彈性、手感懸垂性及力學(xué)免膠彈性非織造材料,其彈性由纖維定位記憶產(chǎn)生性能方面可以彌補傳統非織造材料的不足[10]。的拉回力所形成,并加入彈性膠,特點(diǎn)在于具有美國專(zhuān)利USP 1212033介紹了一種全彈性可.100%以上高延伸度和柔和的回縮力，使得產(chǎn)品既透氣抗滲的織物,其基本組成為一個(gè)非織造纖維舒適又不會(huì )出現類(lèi)似松緊帶造成的使用者勒傷和網(wǎng)層,纖維網(wǎng)的原材料是彈性聚烯烴,面密度低于過(guò)敏的現象。該公司的免膠彈性非織造材料為單68 g/m2 ,具有不小于0.4 kPa的靜水壓。該織物-的聚丙烯材質(zhì),方便單質(zhì)回收,也可完全焚化燃可以視為一種層壓品，即為SMS、SBL或NBL層壓燒而不產(chǎn)生有毒氣體.突出優(yōu)勢在于其有利于環(huán)境品。因為該織物兼顧舒適、透氣和防滲特性,特別保中國煤化工適合用作個(gè)人護理用品(如尿布、失禁用品和婦女YHCNMHG自主開(kāi)發(fā)的聚烯烴衛生用品的防側漏擋片)以及感染控制用品,也可類(lèi)非織造材料用熔噴法加工，由母體聚丙烯和多相研究報告產(chǎn)業(yè)用紡織品總第192期彈性材料構成,其延伸性很好(可達280% ),彈性參考文獻回復率在30%~40%之間,遠遠高于普通聚丙烯[1] Kimberly-Clark Corporation ，Muli-direction Srelch非織造材料( 10%左右);而與聚氨酯非織造材料Composite Elastic Material. US 11666.6 1992/05/2690%左右的彈性回復率相比,則優(yōu)勢不十分明顯。[2] 傅命源 聚氨酯彈性體及其應用.北京:化學(xué)工業(yè)該產(chǎn)品可代替普通聚丙烯材質(zhì)的產(chǎn)品用于服裝襯出版社, 1994里和保暖材料等。[3]曾靖惠 彈性不織布的發(fā)展與應用.紡織速報,2005,4對進(jìn)一步發(fā)展的建議13(3) :49[4] 彈性復合材料.非織造布，1995, (4) :37目前市場(chǎng)上可提供的聚烯烴彈性體的MFI小[5]彈性非織造布 非織造布，1995, (2) :43于100g/10min,而通常熔噴級樹(shù)脂的MFI高于[6] G. 翟爾登,N.R.萊格,R.夸克等.熱塑性彈性體.傅300 g/10 min ,這就意味著(zhù)對這些彈性體加工需使志峰譯.北京:化學(xué)工業(yè)出版社, 2000. 101用更高的熔體壓力。傳統的熔噴生產(chǎn)線(xiàn)可使用提7] 彭兆群熔噴技術(shù)的發(fā)展及趨勢.紡織速報,2005,13(4) :51-52高溫度的方法來(lái)降低模頭頂部的高熔體壓力。熔[8]韓亞元， 李瑤君，張清華等.熔噴法彈性非織造布體及空氣產(chǎn)生的熱量使得被拉細的長(cháng)絲和彈性長(cháng)的研究進(jìn)展。西安工程科技學(xué)院學(xué)報,16(1) :88絲在相當長(cháng)的時(shí)間內保有粘性,導致相互纏結的大[9] 沈志明. 非織造布的發(fā)展與創(chuàng )新.非織造布,2004,量纖維融合在- -起。這種纖維網(wǎng)結構的覆蓋率12(1) :4低,不能有效保證全方位彈性的發(fā)揮,因此聚烯烴彈[ 10] Minnesota Mining and Manufacturing Company. Polyole-性體熔噴加工工藝的發(fā)展重點(diǎn)應從設備方面予以突fin Melblown Elasic Webs . US 5324576, 1994/06/28破'”。[11]產(chǎn)業(yè)用紡織品專(zhuān)利文摘- -組. 產(chǎn)業(yè)用紡織品, 2002 ,(1)改進(jìn)噴嘴的氣流通道,減少?lài)娮熘睆椒较?4) :35-38熔噴聚合物之間的碰撞;改變噴嘴孔平行排列的格[12] ExxonMobil: New Elastic Polyolefn Polymer for Fiber.局,使氣孔之間呈5° ~ 90°,從而使熔噴聚合物長(cháng)Chemical Fibers Inemational, 2005, 55(3) : 162[13]國際非織造市場(chǎng)，2003, 25(3) :4絲獲得有效的分離。[14] Improvemet of Elastomer's Hehavior in high Tempera-(2)在熔噴裝置上增加與輸出方向垂直的中ture. Medical Textile (GRR), 2004, (5) : 1~2-心擺動(dòng)機件,使得輸出的聚合物長(cháng)絲整齊,還可增紡織文摘, 2005, 29(171) :46 -49加非織造材料的強力。[15]第十一屆上海國際非織造材料展覽會(huì )暨研討會(huì )隆重目前國外的Biax多排同心圓熔噴生產(chǎn)線(xiàn)就是舉行，產(chǎn)業(yè)用紡織品, 2005, 23(11) :36~39一個(gè)很好的佐證。Biax 生產(chǎn)線(xiàn)加工熔噴聚烯烴類(lèi)[16] Rongguo Zhang. A New Generation Material for Nonwo-彈性體的優(yōu)勢在于:只需較低的溫度即可使噴絲板vens. Nonwovens World, 2005, (2/3) : 55~61的工作壓力達到1.0 MPa以上,從而使纖維表面在[17] Mahmud R. ordemization of Melblowing Technology.纖維發(fā)生纏結之前就已冷卻下來(lái),改善了熔噴產(chǎn)品Textiles India, 2001, 44(9) : 341 ~345--紡織文的彈性。摘, 2002, (4) :52 ~53The Application and Research of Meltblown Polyolefin ElastomersFu Xiaoshuan, Ke Qinfei(Colle of Texile, Donghua University)Abstract: As a key nonwoven technology , melblown process goes fonward following its equipments and raw materi-als' development. Meanwhile it becomes more compe中國煤化工in elastomers. Theauthor looks back is research and application in thisYHC N M H Gvement oientain.Keywords: meltblown, polyolefin elastomers , research, applcation一6-