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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
2、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：520mm、梳理成网：10150mm、气流成网：460mm 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、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
3、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)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
4、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 纤维强度利用系数 p 非织造材料的强度 B 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
5、吸湿能力 静电 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： C6H10O5n表观性状: 截面为中空腰圆状，纵向呈扁带状且自然扭曲；线密度为12dtex，长度为2536mm。物理性能：单纤断裂
6、强力为2.55cN/dtex，断裂伸长712%，初始模量6082cN/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4345的纤维素，2730半纤维素，2028木质素与35
7、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、梳棉抄斩花、精梳落棉、短绒，毛纺厂的落毛、精梳短毛，麻纺厂的苎麻落麻以及化纤厂的废丝、再纺纤维等，还包括服装裁剪边角料与旧衣等进行布开花处理形成的废纤维。 适合工艺：气流成网、针刺、化学粘合、热粘合(加一定比例的热熔纤 维或热熔粉)废纤维主要用于填料、包装材料、隔音隔热材料、絮垫、过滤材料等产品。化学纤维1、聚丙烯纤维 (丙纶 PP)突出性能：
8、、质地轻(密度0.91g/cm3)、吸湿差(回潮率=0)，亲油不亲水、热熔纤维(软化点140150，熔点165175左右)、耐化学性好、耐腐蚀，不霉不蛀、耐光性差，易老化适合工艺：热粘合、纺粘、熔喷主要用途：土工合成材料、地毯、手术衣帽、口罩、婴儿尿片和妇女卫生巾包覆材料、吸油材料、过滤材料、保暖生态棉等。2、聚酯纤维(涤纶 PET或PES)突出性能：耐热性好(软化点235240，熔点255265左右)、强力高，弹性好,耐磨，刚挺、耐酸不耐强碱、吸湿性差(回潮率0.4%)、易起球，易产生静电、耐老化性能好、密度为1.38g/cm3非织造专用涤纶纤维：高收缩型、低熔点粘结型、双组分差别化型、吸水
9、性涤纶等适合工艺：针刺、水刺、化学粘合、纺粘、热粘合主要用途过滤材料、土工合成材料、合成革基布、绝缘材料、保暖絮片、墙布、服装衬基布、屋顶防水材料等。3、粘胶纤维(简写为VIS)主要成分：纤维素突出性能：吸湿性很好(回潮率13%，吸水率10300%)、湿态下各项机械性能很差，湿强只有干强的50%、耐磨性差，弹性较差、无熔融软化点，分解点150非织造专用粘胶纤维：高湿强粘胶、截面中空、纵向扁带状粘胶、医用卫生型粘胶等适合工艺：针刺、水刺主要用途：医卫材料、合成革基布、揩布、面巾等。4、Lyocell纤维 采用溶剂法生产的一种新型的纤维素纤维突出性能：1、既具有纤维素的优点(吸湿性、抗静电性和染色
10、性)，又具有普通合成纤维的强力和韧性,湿强仅比干强低15%左右。2、 生产用溶剂无毒性，回收率高，不污染环境，自身可生物降解，被称为“绿色纤维”。加工工艺及用途同粘胶5、聚酰胺纤维(锦纶 尼龙 PA)弹性很好，耐磨性好，强度高、PA6的软化点180，熔点220左右；PA66熔点260 、耐碱不耐强酸、摩擦系数大、热稳定性较差适合工艺：针刺、水刺、化学粘合、热粘合主要用途：服装衬、合成革基布、地毯、造纸毛毯6、热熔粘结纤维 专门用于热粘合法非织造材料生产的纤维工艺特点：纤维受热熔融失去纤维形态呈粘质状作为粘合成分将主体纤维粘结冷却后构成非织造材料热熔粘结纤维的要求：熔点低、软化温度范围大、热收缩
11、小热熔粘合非织造材料采用ES纤维的优点： 1、改善非织造材料的结构，纤网内纤维交接点产生有效、均匀的粘合作用 2、非织造材料强力高 3、热熔粘合的温度范围宽， 生产过程容易控制 4、产品手感柔软 5、能耗低，生产率高7、聚乳酸纤维(PLA)优点：热塑性好、可生物降解、有生物相容性适合工艺：湿法成网、纺粘 熔喷 水刺主要用途：医用卫生、农业8、非织造特种纤维特种纤维：高性能、高功能、满足特殊用途需要、用量少、价格昂贵的纤维。高性能纤维：高强高模纤维、耐高温纤维差别化纤维：复合纤维，异形、超细、高收缩、高吸湿纤维功能性纤维：阻燃、抗菌、导电等无机纤维1、玻璃纤维 以二氧化硅、硼酸、氧化铝为主要成分
12、，经熔体纺丝而制得的纤维。性能：圆截面，表面光滑，刚性大，易断，碎屑会引起人体皮肤过敏。耐热性好，可耐300高温，难燃，能绝热、隔音、耐老化，对化学品较稳定，吸湿差，不可染。线密度为1.22.8dtex。适合工艺：湿法成网、针刺、化学粘合法主要用途：高效过滤材料、隔音、绝热材料、多功能复合材料2、陶瓷纤维(功能性纤维)特点：强力高，优良的耐热性，耐化学性。能发射远红外微波，可促进人体微循环适合工艺：湿法成网针刺或水刺等方法加固主要用途：医用卫材、导电膜材料、保暖保健材料等。3、金属纤维 利用各种金属材料加工(金属棒拉伸)而成的纤维。性能：耐高温，不燃，导电、防辐射、抗菌。功能永久性主要用途：加入少量(占纤维总重的0.51.0%)金属纤维，可制成永久性的耐高温过滤材料、导电或抗静电材料、防辐射材料和抗菌材料等。 4、碳纤维(高性能纤维) 以粘胶、聚丙烯腈为原料，经高温加热碳化而成主要性能：高强、高模、耐高温、不燃、导电、吸湿、脆性适合工艺：湿法成网针刺炭化主要用途：耐高温过滤材料、导电材料、防护材料、有害气体吸附材料(活性碳纤维)11_