CPC水刺復(fù)合非織造材料的成型與性能研究.pdf

1、水刺復(fù)合技術(shù)可以通過(guò)對(duì)各層材料的纏結(jié)加固,制備具有高性能、多功能的新型材料。木漿纖維是一種天然纖維素纖維,可生物降解,來(lái)源廣泛,是理想的綠色纖維原料。本課題選用綠色原材料,利用新型的非織造技術(shù)研究開發(fā)CPC水刺復(fù)合材料,既滿足了材料的性能要求,又可以解決用即棄用品的原料來(lái)源問(wèn)題。本文介紹了CPC的成網(wǎng)和加固技術(shù),在深入掌握原料性能的基礎(chǔ)上,分析了木漿紙?jiān)谒樧饔孟碌氖杞庖约芭c化學(xué)纖維相互纏結(jié)的機(jī)理,摸索CPC生產(chǎn)中的最優(yōu)工藝參數(shù)配置以及

2、技術(shù)難題的解決,并對(duì)CPC水刺復(fù)合材料的機(jī)械性能、吸收性能和通透性能進(jìn)行了測(cè)試分析。和普通木漿紙對(duì)比,木漿皺紋面巾紙抗張強(qiáng)度低,吸水性好,截面呈扁平狀,斷面慣性矩小,水針作用下容易疏解并與滌綸、粘膠纖維相互纏結(jié),是最適合水刺工藝的纖維之一。實(shí)驗(yàn)采用單因子實(shí)驗(yàn)方法,利用模糊決策中Borda數(shù)法評(píng)價(jià)所有工藝方案。分析可得,滌綸纖維比粘膠更適合CPC的制備,要控制木漿紙?jiān)贑PC中的質(zhì)量百分比為20％~30%;工藝上應(yīng)采用低壓多道、兩正兩反交替

3、水刺的方式,預(yù)濕技術(shù)對(duì)CPC成型十分重要,應(yīng)控制預(yù)濕水刺頭到第一水刺頭的運(yùn)行時(shí)間≥0.5s;生產(chǎn)中需借助張力控制裝置達(dá)到退卷、復(fù)合的同步要求,且微孔網(wǎng)簾比編織網(wǎng)更適合CPC的成型和加固。通過(guò)公式推導(dǎo)和計(jì)算,當(dāng)水刺壓力為100bar時(shí),水針?biāo)俣葹?35.77m/s,水針沖擊力僅為0.215N,能量系數(shù)為9.6×10~4。水針對(duì)纖網(wǎng)的沖擊是一種極為柔性的沖擊,對(duì)纖維損傷小。隨著水刺能量的增加,CPC水刺復(fù)合材料的纏結(jié)系數(shù)BI和纖維強(qiáng)力利用系

4、數(shù)QLV隨之先提高后降低,QLV與BI之間線性關(guān)系顯著。經(jīng)理論分析,木漿紙?jiān)谒淞髯饔孟碌氖杞獯笾路譃槲鍌€(gè)過(guò)程:表面接觸、化學(xué)助劑溶解、纖維潤(rùn)脹、纖維進(jìn)一步潤(rùn)脹和木漿紙疏解。木漿紙?jiān)谒樧饔眯纬傻臐{液中,擁擠因子N為42.46＜60,可以發(fā)生平動(dòng)但受到一定限制,轉(zhuǎn)動(dòng)的自由度最大。木漿纖維與化學(xué)纖維主要依靠氫鍵結(jié)合,其纏結(jié)形式除相互交叉、糾纏外,還有“捆綁式”和“籬笆式”,木漿纖維在水針帶動(dòng)下可以到達(dá)CPC的表面。相對(duì)未與木漿紙復(fù)合的普通