熔噴非織造布的開發與應用

聚苯硫醚（pps）是一種具有芳環結構的高科技化合物，其重復結構單元為。1ps樹脂過濾材料1979年，美國Phillips公司合成出纖維級的高分子線性PPS樹脂，并實現了工業化PPS纖維具有優異的耐熱性和耐化學腐蝕性，被認為是主要的特種功能過濾材料，廣泛應用于燃煤鍋爐過濾、化學過濾PPS超細纖維一般是指單絲直徑小于5μm的PPS纖維。修俊峰2pps熔噴纖維原料的研究采用熔噴法制備PPS超細纖維，流程短、工藝簡單，但是PPS樹脂用于熔噴工藝加工存在許多困難，因為PPS在螺桿中停留時間長會有交聯和碳化發生，在噴絲板容易形成柱頭絲，堵塞噴絲孔，造成纖維產品質量的下降。國外有學者為解決PPS熔噴存在的困難，做了大量研究，Harwood近年來，國內也相繼開展了PPS纖維的熔噴研究，連丹丹等PPS熔噴工藝示意圖如圖1所示。通過熱空氣流對噴絲孔擠出的PPS熔體細流進行高速牽伸，形成的超細纖維網被收集在凝網簾或滾筒上，通過纖維自身的余熱黏合成為PPS熔噴非織造布。由于PPS熔體黏度對溫度依賴性較高，熔噴溫度設置應分多區熔融，常用的PPS熔噴擠出機各加熱區溫度設置見表1。熔噴纖維布的強度和斷裂伸長率隨原料的MFI提高而降低。因此，為使熔體細流能在熱氣流噴吹過程中得到較好的牽伸，PPS原料的MFI應盡可能高一些。2.1布面速度和氣流速度隨著熔噴氣流場熱空氣壓力增大，纖維直徑減?。▓D2），氣壓大于一定程度時，纖維不勻率也減小。因為較高的熱空氣壓力會產生較大的牽伸力，熔體被快速牽伸，纖維取向度高，纖維變細，纖維的不勻率也隨之降低。但是，氣流速度過大，易出現飛花，嚴重影響布面外觀。熱空氣溫度對纖維直徑的影響也是隨著溫度升高，纖維直徑呈遞減趨勢（圖3），這是因為在熔噴過程中，熱空氣溫度升高延緩了纖維的冷卻固化，使纖維在熔融狀態下得到高速拉伸，有利于纖維直徑進一步減小，不勻率降低2.2接收距離的影響熔噴纖維在熱空氣作用下拉伸變細主要發生在距離噴絲孔5cm的范圍內。當接收距離太大時，外界氣流干擾大；而當接收距離太小時，纖維沒有完全冷卻，容易相互粘結形成并絲2.3pps纖維截面直徑和不勻率影響計量泵流量代表了聚合物流量，其顯著影響材料細度及均勻度，為獲得超細PPS纖維，需減小計量泵的流量。計量泵轉速超過一定范圍，纖維直徑、纖維不勻率開始增高。這是因為在相同的拉伸力作用下，過多的聚合物熔體會導致拉伸不夠充分，得到的纖維較粗，還會導致纖維相互粘結，不勻率升高。3非織造材料的性能由于熔噴技術生產的纖維很細，可達到幾微米甚至更小，所以纖維具有很大的比表面積，生產的非織造材料纖維分散均勻且孔隙率高，所以與其他的單獨工藝生產的非織造布相比，纖維更柔軟、過濾阻力低，在過濾、保暖、吸音、吸油、電池隔膜等領域得到了廣泛應用3.1pps熔噴纖維纖維網/基布層復合過濾材料袋式除塵技術已經成為燃煤電廠等行業高溫煙塵治理的主要手段之一，為了提高過濾效率與過濾精度，小于1.5dtex的圓形細旦纖維已經開始應用于針刺濾料的生產，但是這些濾料對超微細粉塵PM2.5的過濾存在一定的局限性，難以滿足目前對大氣環境治理的要求。要突破上述局限，需要解決目前高精度濾料生產中的纖維原料問題，其中最重要的是PPS纖維的超細化、異形化，以便為高效濾料的研制奠定物質基礎。將PPS熔噴纖維網與基布層進行復合的陣列式嵌入復合技術，可制備界面結合均勻、牢度高的PPS纖維過濾材料。將復合的PPS過濾材料進行熱處理和表面處理，最終制備具有過濾精度高、高溫熱穩定性好、透氣率高、表面光潔的PPS超細纖維過濾材料（表2）。3.2非織造布隔膜非織造布隔膜具有高孔隙率和高熱穩定性的特點，非織造布的三維孔隙結構可以保證較高的電解液保有率，并有效防止隔膜刺穿引起的短路問題，上述優點使得非織造布隔膜在大功率電池的應用方面極具潛力。非織造布隔膜已廣泛應用于鎳鎘電池聚烯烴多孔隔膜如PE和PP在商業化鋰電池中占據主導地位，但是聚烯烴隔膜的耐溫性能和電解液浸潤性有限，且孔隙率相對較低，限制了電池的安全性能及充放電性能。非織造布復合隔膜因為加工成本低、孔隙率高，近年來受到較高關注。陳萌3.3纖維新材料的發展紙作為電氣設備的絕緣材料已有悠久的歷史，20世紀以前，絕緣材料基本上都是來自天然材料或其制品。20世紀50年代，以合成聚合物為基礎的新絕緣材料逐漸發展起來，如薄膜復合制品、粉云母制品、六氟化硫等。20世紀60年代，更高耐溫等級絕緣材料出現了，如聚酰亞胺、聚芳酰胺、聚芳砜、聚苯并咪唑、聚噁二唑纖維絕緣紙等，其耐高溫、機械強度和電氣性能都很好，其中聚芳酰胺絕緣紙的應用最為普遍PPS纖維相比芳綸和聚酰亞胺等價格低，在F、H級高溫絕緣紙市場具有一定競爭力。何東欣布莎莎利用熔噴方法制備PPS絕緣紙工藝流程短，有利于進一步降低成本，中國專利CN102517978A3.4非織造材料的持油性能目前，在熔噴非織造吸油材料中，由于PP非織造布應用最廣泛，具有密度小、吸油量高、可重復使用等優點，因此被廣泛應用于環保工程、油水分離工程以及海洋石油泄漏等領域，但是純PP非織造吸油材料的持油性較差。李峰等4pps熔噴超細纖維材料熔噴非織造布是非織造材料生產技術中發展較快的一種，其產品具有纖維超細、孔隙率高、過濾阻力小和纖維自身黏合纏結等諸多的優點。PPS熔噴超細纖維材料還具備