——管狀濕法非織造材料的制備及物理化學(xué)性能探究
導(dǎo)師推薦
低成本成套技術(shù)填補(bǔ)國內(nèi)空白
該篇課題主要講述濕法管狀非織造材料的生產(chǎn)技術(shù)。本課題實(shí)驗(yàn)方案簡單，原料需求不是很高，成本低。生產(chǎn)出不同于傳統(tǒng)濕法非織造產(chǎn)品的管狀非織造材料，不僅能夠滿足國內(nèi)市場的要求，填補(bǔ)我國在這一技術(shù)領(lǐng)域的空白；并能為國內(nèi)發(fā)展這一高新技術(shù)材料提供成套技術(shù)，使相關(guān)領(lǐng)域能用此技術(shù)，提高其產(chǎn)品檔次，推動應(yīng)用領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展�！熘緜�
專家觀點(diǎn)
滴定管準(zhǔn)確配比提升性能指標(biāo)
通過實(shí)驗(yàn)步驟可以看出，本文采用的是人工操作，但人工操作很難準(zhǔn)確把握抽取管子時的速度，進(jìn)而就而影響了纖維管子的外觀均勻性，無法對產(chǎn)品進(jìn)行優(yōu)化工作，產(chǎn)品外表比較粗糙，而且不均勻。因此，我建議可以采取滴定管對纖維、粘合劑、水進(jìn)行混合配比，這樣有利于提升測試準(zhǔn)確率，產(chǎn)品的各項(xiàng)性能指標(biāo)也將有不同程度的提升�！暇┐髮W(xué)科學(xué)與工程學(xué)院教授王然
企業(yè)點(diǎn)評
抽吸力和外力影響應(yīng)納入檢測
本文所展示的管狀濕法非織造材料的透氣性和過濾效率隨著產(chǎn)品厚度的增加而減小，符合低耗高產(chǎn)的生產(chǎn)方式，而縱向強(qiáng)力隨著粘合劑濃度的增大而穩(wěn)定增大也是普通濕法技術(shù)無法比擬的。但我認(rèn)為應(yīng)該繼續(xù)深入研究一下抽吸力和外力大小對實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品的影響，因?yàn)檫@兩項(xiàng)指標(biāo)在實(shí)際生產(chǎn)過程中對產(chǎn)品質(zhì)量影響較大�！チo紡布公司技術(shù)經(jīng)理李可染
實(shí)驗(yàn)操作得出關(guān)鍵數(shù)據(jù)
濕法非織造材料在我們實(shí)際生活中應(yīng)用廣泛，管狀濕法非織造材料的形狀不同于傳統(tǒng)的濕法非織造產(chǎn)品并且具有其他濕法非織造產(chǎn)品不具備的過濾、絕緣、耐熱耐洗、吸附等性能，可以利用其獨(dú)特的形狀開拓濕法非織造產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域。例如，可以用作過濾材料用在汽車工業(yè)中；可以套在汽車配件上有效對空氣中的灰塵和車箱內(nèi)油膩的污染物進(jìn)行過濾，保持配件清潔；利用管狀濕法非織造材料濾油功能還可以用作食用濾油材料，對油炸食品中的食用油進(jìn)行過濾；可以用作吸附材料使用在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，利用其良好的耐洗耐腐蝕性可以用在車間，倉庫等場所。管狀濕法非織造材料在近年逐漸成為非織造濕法工藝中的“新標(biāo)兵”。
實(shí)驗(yàn)操作得出關(guān)鍵數(shù)據(jù)
濕法非織造布工藝適用的纖維原料品種很廣。木漿纖維也是濕法非織造材料適用的纖維原料中的一種，具有較好的分散性和粘合性。本課題選用木漿纖維作為實(shí)驗(yàn)原料。木漿纖維是種植物纖維，關(guān)于植物纖維細(xì)胞壁上的孔主要來源有兩個方面：一是原生植物纖維自身已經(jīng)存在的孔；二是植物纖維在制漿、漂白和打漿過程中隨著木質(zhì)素和半纖維素的脫去又產(chǎn)生的大量不規(guī)則的孔道和縫隙。因此木漿纖維屬于多孔材料，可以采用表征多孔材料的方法對木漿纖維進(jìn)行表征。
縱向強(qiáng)力測試
按原料質(zhì)量比將實(shí)驗(yàn)樣品分兩組：
樣品一 纖維 ∶ 粘合劑 ∶ 水 = 1 ∶ 10 ∶ 200
樣品二 纖維 ∶ 粘合劑 ∶ 水 = 1 ∶ 4 ∶ 200
透氣量測試
按原料質(zhì)量比和樣品厚度將實(shí)驗(yàn)樣品分三組：
樣品一 纖維 ∶ 粘合劑 ∶ 水 = 1 ∶ 10 ∶ 200
樣品二 纖維 ∶ 粘合劑 ∶ 水 = 1 ∶ 4 ∶ 200（加厚）
樣品三 纖維 ∶ 粘合劑 ∶ 水 = 1 ∶ 4 ∶ 200
過濾效率測試
按原料質(zhì)量比和樣品厚度將實(shí)驗(yàn)樣品分三組：
樣品一 纖維 ∶ 粘合劑 ∶ 水 = 1 ∶ 10 ∶ 200
樣品二 纖維 ∶ 粘合劑 ∶ 水 = 1 ∶ 4 ∶ 200（加厚）
樣品三 纖維 ∶ 粘合劑 ∶ 水 = 1 ∶ 4 ∶ 200
數(shù)據(jù)分析確定最佳工藝
根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中可以推斷出，木漿管狀濕法非織造樣品具有較好的斷裂強(qiáng)力和拉伸強(qiáng)力。在同一纖維濃度下粘合劑濃度不同時，濕法非織造產(chǎn)品的強(qiáng)力也不同。
漿料添加粘合劑的比例越大，管狀濕法非織造產(chǎn)品的縱向強(qiáng)力越大，斷裂伸長率也隨著粘合劑的濃度增大而增大。
透氣量是非織造布兩面存在壓差的情況下，具有透過空氣的性能。在規(guī)定的壓力下，單位時間內(nèi)流過的單位面積的空氣體積稱為非織造布的透氣度。單位為mL／cm·S。
從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中可以看出，粘合劑的濃度對實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品的透氣性影響不大。透氣性大小與產(chǎn)品厚度有關(guān)，產(chǎn)品越厚透氣性越小。管狀濕法非織造材料的透氣性也取決于其厚度，我們可以我們實(shí)際生活中應(yīng)用的需要來固定產(chǎn)品厚度。
空氣過濾效率是根據(jù)可穿透離子大小及過濾微塵數(shù)量來取區(qū)分的。大多數(shù)情況下，過濾效率的高低直接取決于以下幾個因素：空氣阻力、風(fēng)速、過濾面積等有著莫大的關(guān)系。
從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中可以看出粘合劑的濃度對試驗(yàn)產(chǎn)品的過濾效率沒有太大影響，而產(chǎn)品厚度對產(chǎn)品過濾效率有影響。厚度越大過濾效率越低，反之越小。表中還能得出過濾阻力的大小不能表明過濾效率，過濾阻力增大過濾效率有可能增大也有可能減小，過濾效率不會隨著過濾阻力的變化而變化。
通過對實(shí)驗(yàn)樣品進(jìn)行性能測試可知管狀濕法非織造材料具有較好的強(qiáng)力和過濾效率，其透氣性取決于厚度。一定范圍內(nèi)粘合劑加入量越大產(chǎn)品強(qiáng)力越大，而對過濾效率和透氣量沒有太大影響。產(chǎn)品厚度越厚阻力越大，透氣性越差，過濾效率越低。通過多次試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，粘合劑加入量過大影響產(chǎn)品外觀，手感比較硬，產(chǎn)品發(fā)黃，產(chǎn)品孔徑變小，阻力變大，從而影響產(chǎn)品透氣性。影響產(chǎn)品外觀因素還有外力和纖維濃度。纖維濃度過高，纖維在水中很難分散開，抽吸過程中成團(tuán)從而導(dǎo)致產(chǎn)品外表面不均勻，凹凸不平。所以纖維濃度必須在濕法成網(wǎng)纖維濃度0.01%~0.05%之間，抽吸力選擇適中。
□ 張曉（本文作者系天津工業(yè)大學(xué)材料學(xué)院研究生；指導(dǎo)教師為天津工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授，主要從事高分子材料的相關(guān)研究。）
