熔噴用pla非織造材料的制備及性能研究

在非織造材料中，纖維薄，纖網均勻，結構松張。纖維網的薄纖維隨機排列，具有良好的過濾特性和大量的小空隙。經過工藝處理后，它可以顯著提高過濾效率，具有抗彎折疊能力等優點。國內外廣泛用于凈化和細菌過濾。在新的熔噴過濾材料研究中,帶有永久電荷的駐極體過濾材料,其過濾機制除了布朗擴散、截留、慣性碰撞外,靜電力是其最主要的捕塵機制。駐極體過濾材料由于靜電力作用,大大提高了對亞微米粉塵粒子的捕集效率,與傳統的纖維過濾材料相比具有效率高,阻力低,容塵量大等優點康衛民等本文研究在制備駐極體填充PLA復合材料的基礎上,分析了熔噴用PLA復合材料的熱性能,探討了不同駐極體含量的PLA復合材料的可紡性。1實驗部分1.1實驗用電氣石實驗原料:6252D聚乳酸母粒,美國Natureworks公司;駐極體,電氣石,粒徑為2~7μm,靈壽某礦產品加工廠生產。切片中電氣石的含量如表1所示。實驗儀器:JA1003N型電子天平;DHJ-9146A型電熱恒溫干燥箱;SHR高速混合機;TSE-30A型同向雙螺桿擠出機;SCQ-200型切粒機。1.2聚乳酸復合材料的制備駐極體處理:將駐極體置于烘箱中,在80℃下烘干2h,然后加入聚乙烯蠟粉體并混合均勻,再加入用石油醚稀釋的鈦酸酯偶聯劑攪拌20min,使其充分混合。聚乳酸復合材料制備:將聚乳酸切片置于90℃的烘箱中烘干8h,然后以100∶1的比例加入處理后的電氣石粉體,并于高速混合機中充分攪拌10min,再將其喂入TSE-30A型同向雙螺桿擠出機中,將擠出物喂至切割機切割成粒。TSE-30A型同向雙螺桿擠出機工藝參數:溫度為210℃,螺桿轉速為40~400r/min。1.3差式掃描量熱法(isdiamwd)采用PerkinElmer公司的PyrisDiamond型差式掃描量熱儀,以10℃/min的速度從40℃升溫至200℃。按下式計算切片的結晶度:式中:△H1.4sdc溫度控制測試采用PerkinElmer公司的PyrisDiamond型差式掃描量熱儀,保護氣體為N2結果與討論2.1pla材料的熱性能分析表2示出PLA復合材料的熱性能測試結果。由表中數據可知,結晶度大小為12.2高聚物的可紡絲工藝圖1示出改性PLA切片的DSC升溫曲線。高聚物材料的熔融紡絲過程其實是材料熔融后在熱和應力的雙重作用下結晶和取向的過程,因此,高聚物材料可紡性的好壞主要取決于材料本身是否具有與良好紡絲工藝相適應的結晶性能。從DSC的升溫和降溫曲線可以了解材料從玻璃態升溫過程的冷結晶行為、熔融行為以及從熔體降溫的熔融結晶行為2.2.1熔融結晶峰的大小高聚物DSC曲線上的熔融結晶峰在很大程度上反映了其結晶能力大小,結晶峰的寬窄表示大分子結晶速率的快慢,而面積大小則表示其結晶程度的高低。可紡性好的切片,熔融結晶峰的起始溫度與結束溫度都較低,結晶峰寬而矮,聚合物的冷卻速率較為緩慢。表3示出改性聚乳酸復合材料的熔融結晶溫度。可以看出:PLA母粒(02.2.2結晶速率的影響在紡絲條件一定時,高聚物的結晶能力對其可紡性有著重要影響。結晶速率快的熔體,從噴絲頭噴出后迅速生成結晶結構,因此,大分子取向較差時,會導致纖維質量較差,并且會使后拉伸過程需要較高的溫度,使加工難度增加。因此,熔體的結晶速率較快時,其可紡性較差。過冷度可以反映高聚物的結晶速率。表4示出復合材料切片過冷度與可紡性的關系。切片的過冷度(△T=T2.2.3晶體區域與可紡性的關系高聚物的熔融結晶溫度T表5示出結晶溫度區間的寬窄與可紡性的關系。由表中數據可知,根據切片的結晶區間大小來判斷,03駐極體含量對pla基復合材料結構特性的影響對添加駐極體前后的PLA復合材料的熱性能和可紡性進行了研究,得到如下結論:1)添加駐極體有利于PLA材料的結晶,但是駐極體的含量過大會影響PLA材料的結構規整性,使結晶度下降。2)熔融結晶峰、切片過冷度與可紡性的關系表明,PLA復合材料的可紡性隨著駐極體含量的增加先呈現下降趨勢,隨著駐極體含