聚酯紡粘針刺土工布工藝技術(shù)與產(chǎn)品性能研究.pdf

1、聚酯紡粘法針刺非織造布是紡粘生產(chǎn)工藝中非常重要的一員，經(jīng)干燥的纖維級(jí)聚酯切片經(jīng)熔融紡絲，鋪成均勻的纖維網(wǎng)，然后通過兩道針刺加固工序制成非織造材料。其特點(diǎn)在于將紡絲工藝與非織造中的針刺加固工藝相結(jié)合，生產(chǎn)出的非織造材料在土工合成材料領(lǐng)域具有特殊性能，其各項(xiàng)力學(xué)、水力學(xué)性能均優(yōu)于傳統(tǒng)的滌綸短纖維針刺材料。但是，國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)及工程界對(duì)聚酯紡粘針刺土工布的物理機(jī)械性能以及水力學(xué)性能缺乏系統(tǒng)研究，工程設(shè)計(jì)依據(jù)多是參照傳統(tǒng)的滌綸短纖維針刺非織造材料，

2、本文的相關(guān)研究填補(bǔ)了這一項(xiàng)空白，為工程設(shè)計(jì)及應(yīng)用提供了科學(xué)依據(jù)。
　　作為近幾年迅速發(fā)展起來的新產(chǎn)品，聚酯紡粘針刺土工布的生產(chǎn)技術(shù)有其特殊性。本文系統(tǒng)闡述了該材料生產(chǎn)各個(gè)重要環(huán)節(jié)的設(shè)備特點(diǎn)及參數(shù)，包括起到熔融作用的螺桿擠出機(jī)、熔體過濾器、計(jì)量泵裝置及原理、側(cè)吹風(fēng)裝置及原理、管式氣流牽伸器及其牽伸原理、分絲鋪網(wǎng)裝置及原理、針刺加固工藝及其特點(diǎn)。并設(shè)計(jì)了各個(gè)關(guān)鍵工序的工藝參數(shù)，以便對(duì)工藝特性及產(chǎn)品性能進(jìn)行系統(tǒng)研究;關(guān)鍵工序有側(cè)吹風(fēng)工序

3、、分絲鋪網(wǎng)工序以及針刺工序。
　　本課題測(cè)試了實(shí)驗(yàn)用纖維級(jí)聚酯切片的特性粘度，測(cè)試結(jié)果為[η]=0.649dl/g。作為工藝設(shè)計(jì)時(shí)的參考數(shù)據(jù)。課題重點(diǎn)研究了聚酯紡粘針刺和滌綸短纖維針刺產(chǎn)品四個(gè)單位面積質(zhì)量級(jí)別的力學(xué)性能，包括拉伸斷裂強(qiáng)度及伸長(zhǎng)率、梯形撕裂強(qiáng)力、CBR頂破強(qiáng)力、握持強(qiáng)力及伸長(zhǎng)率，將同等克重產(chǎn)品的力學(xué)性能進(jìn)行對(duì)比，得出了相應(yīng)的數(shù)學(xué)關(guān)系。結(jié)果表明，測(cè)試的四種單位面積質(zhì)量的土工布，滌綸紡粘針刺土工布的縱橫向拉伸斷裂強(qiáng)度、梯

4、形撕裂強(qiáng)力、CBR頂破強(qiáng)力以及握持強(qiáng)力均大于滌綸短纖維針刺土工布，前者的各項(xiàng)力學(xué)指標(biāo)均約是后者的2倍。克重較低時(shí)（低于250g/m2），聚酯紡粘針刺土工布的拉伸變形穩(wěn)定性比滌綸短纖維針刺土工布低;隨著克重的增大，聚酯紡粘針刺土工布的拉伸變形及握持拉伸變形穩(wěn)定性逐漸增大，滌綸短纖維針刺土工布的拉伸變形穩(wěn)定性也逐漸增大，但增長(zhǎng)緩慢;克重為400g/m2的聚酯紡粘針刺土工布，其拉伸斷裂伸長(zhǎng)率為44.3％，而滌綸短纖維針刺土工布的拉伸斷裂伸長(zhǎng)率

5、達(dá)到90％。以上結(jié)論為聚酯紡粘針刺土工布的生產(chǎn)和相關(guān)工程設(shè)計(jì)提供了科學(xué)指導(dǎo)。
　　本課題對(duì)聚酯紡粘針刺土工布的另一項(xiàng)重要性能:水力學(xué)性能進(jìn)行了系統(tǒng)研究。主要研究了土工布的垂直滲透性和水平導(dǎo)水性。垂直滲透性以垂直滲透系數(shù)作為衡量指標(biāo)，探討了纖維直徑、土工布厚度、土工布實(shí)驗(yàn)層數(shù)對(duì)垂直滲透系數(shù)的影響關(guān)系和程度。經(jīng)測(cè)試，聚酯紡粘針刺土工布（100g/m2～400g/m2）的垂直滲透系數(shù)為0.25cm/s～0.37cm/s。研究表明，單位面

6、積質(zhì)量一定時(shí)，隨著纖維直徑和厚度的增大，聚酯紡粘針刺土工布的垂直滲透系數(shù)增大;單位面積質(zhì)量較小時(shí)，由于材料本身的不均勻性，測(cè)得的垂直滲透系數(shù)隨著測(cè)試層數(shù)的不同，結(jié)果出現(xiàn)較大波動(dòng)，但克重較高時(shí)，隨著測(cè)試層數(shù)的增加，垂直滲透系數(shù)逐漸增大。水平導(dǎo)水性以水平導(dǎo)水系數(shù)作為衡量指標(biāo)，研究了土工布的壓縮性能（法向壓力與材料厚度的關(guān)系）、纖維直徑和法向壓力對(duì)土工布水平導(dǎo)水系數(shù)的影響關(guān)系和程度。經(jīng)測(cè)試，聚酯紡粘針刺土工布(100g/m2～400g/m2)