黃麻針刺非織造材料的成形工藝及其降解性能研究.pdf

1、在我國(guó)低碳環(huán)保已經(jīng)被提到可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略上來(lái)，積極利用天然纖維制取易降解的材料是減少污染、合理利用資源的必然需求。黃麻纖維易種植，產(chǎn)量高，不會(huì)對(duì)資源造成掠奪性開(kāi)發(fā)，產(chǎn)品廢棄后能在自然界中降解，符合環(huán)境保護(hù)和生態(tài)可持續(xù)性發(fā)展的要求。
　　 本課題以黃麻為主要原料，通過(guò)兩種不同的工藝程序進(jìn)行以黃麻為主要原料的非織造布制備。根據(jù)原料的性質(zhì)及非織造布的最終用途，第一種工藝程序?yàn)?黃麻與滌綸混合后梳理成網(wǎng)→交叉鋪網(wǎng)→針刺加固。主要以單一變量

2、法進(jìn)行分組分析，探討針刺深度、針刺頻率和針刺道數(shù)三個(gè)針刺參數(shù)的改變對(duì)材料結(jié)構(gòu)和性能的影響，研究以黃麻纖維為主要原料的非織造布的針刺成形技術(shù);同時(shí)還分析研究了黃麻/滌綸非織造布經(jīng)化學(xué)粘合劑粘合增強(qiáng)處理后的性能變化。結(jié)果表明，當(dāng)針刺頻率、針刺道數(shù)和針刺深度在一定范圍內(nèi)增加時(shí)，其力學(xué)性能（包括項(xiàng)破強(qiáng)力、拉伸強(qiáng)力和撕裂強(qiáng)力）會(huì)顯著增加，但是當(dāng)針刺參數(shù)增加至一定程度時(shí)，會(huì)造成黃麻纖維斷裂加劇，出現(xiàn)大量斷針狀況等不良情形，進(jìn)而導(dǎo)致非織造材料力學(xué)性能

3、下降;在經(jīng)化學(xué)粘合劑增強(qiáng)處理后，材料厚度降低、面密度增加的同時(shí)，也使得其包括斷裂強(qiáng)力、撕裂強(qiáng)力和頂破強(qiáng)力在內(nèi)的各項(xiàng)力學(xué)性能有大幅度的增強(qiáng)。
　　 一般來(lái)講，以黃麻纖維為主要原料的針刺非織造材料，其強(qiáng)力大多偏低，如何增加該類(lèi)產(chǎn)品的力學(xué)性能是能否有效應(yīng)用的關(guān)鍵。所以第二種工藝程序主要闡述了黃麻/熱熔纖維均勻混合氣流成網(wǎng)，后經(jīng)針刺加固以及熱粘合增強(qiáng)的工藝技術(shù);同時(shí)還探討了增強(qiáng)處理工藝對(duì)產(chǎn)品強(qiáng)力性能影響。主要是在黃麻纖維中混入不同比例的

4、熱熔纖維4080（黃麻纖維與4080纖維的比例分別為7∶3、6∶4和5∶5），采用氣流成網(wǎng)工藝，后經(jīng)過(guò)針刺和熱粘合工藝后測(cè)試樣品拉伸強(qiáng)力并做對(duì)比，以此研究不同比例的4080纖維對(duì)黃麻針刺布強(qiáng)力的影響，同時(shí)在熱粘合實(shí)驗(yàn)中分別改變時(shí)間(10s、15s、15s)、溫度(115℃、130℃和145℃)和壓力(6MPa、8MPa、10MPa)，以此研究熱粘合工藝參數(shù)的改變對(duì)非織造材料強(qiáng)力的影響。結(jié)果表明，三個(gè)不同配比的樣品A(7∶3)、B(6∶4

5、)和C(5∶5)在單一變量（時(shí)間、壓力和溫度）的影響下呈現(xiàn)出強(qiáng)力隨變量的不斷增加而增大，而且樣品中熱熔纖維4080的比例越大，其拉伸強(qiáng)力就越大;且熱軋時(shí)間和熱軋溫度對(duì)材料力學(xué)性能的影響程度要大于熱軋壓力對(duì)材料力學(xué)性能的影響程度。
　　 最后，主要通過(guò)測(cè)試黃麻/熱熔纖維針刺材料分別經(jīng)自然戶外環(huán)境降解、土壤環(huán)境降解和快速老化降解后的質(zhì)量損失率、表面形態(tài)、微觀纖維纏結(jié)狀況和力學(xué)性能，研究分析材料在不同降解環(huán)境中的降解性能差異和降解機(jī)理

6、，同時(shí)也為進(jìn)一步研究黃麻針刺材料的整體性能和應(yīng)用性能提供重要參考。結(jié)果表明，在不同時(shí)間段內(nèi)的自然降解過(guò)程中，80～120d時(shí)間段內(nèi)試樣的表觀形貌改變程度和質(zhì)量損失幅度最為明顯，戶外暴露和土壤掩埋兩種降解環(huán)境的質(zhì)量損失分別為37.82％和100％，試樣強(qiáng)力損失約為75％和100％，土壤環(huán)境中的降解速率要遠(yuǎn)大于自然環(huán)境中的降解速率;在快速老化實(shí)驗(yàn)中，快速降解過(guò)程中，在試驗(yàn)的0～50h內(nèi)，試樣強(qiáng)力損失率約為25％～30％，而后50～100h內(nèi)