菌聚酯長絲非織造布生產(chǎn)工藝探討

時間:2022-10-23 08:18:18

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菌聚酯長絲非織造布生產(chǎn)工藝探討

摘要:以魔芋葡甘聚糖、鈦酸鉀晶須、納米氧化鋅為原料制得抗菌劑,與經(jīng)過預(yù)處理的聚酯干切片、分散劑、色母粒混合,經(jīng)熔融紡絲、分絲鋪網(wǎng)、針刺加固,最終得到有色抗菌聚酯長絲織造布。詳細介紹了該非織造布的生產(chǎn)流程及工藝,并對其抗菌性能和力學(xué)性能進行了測試。結(jié)果表明,該工藝流程短、原料適應(yīng)性強、設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單同時造價便宜,市場前景廣闊。

關(guān)鍵詞:聚酯長絲非織造布;紡黏針刺非織造布;抗撕裂;抗菌性能

胎基布作為防水卷材的主要胎基材料,在建筑行業(yè)應(yīng)用廣泛。傳統(tǒng)的胎基布用非織造布對抗菌性并無要求,但是隨著社會的進步,應(yīng)用于衛(wèi)生領(lǐng)域的建材鋪裝也開始關(guān)注相關(guān)施工材料的抗菌要求。由于在人類生存環(huán)境中,霉菌、真菌和細菌等微生物無處不在。盡管不同工藝生產(chǎn)出的非織造布在改善環(huán)境衛(wèi)生、防止細菌和病毒交叉感染等方面取得了良好的效果,但是也為微生物提供了最佳的營養(yǎng)源和繁衍條件。在適宜的條件下,微生物將在非織造布上繁殖和積累,從而產(chǎn)生難聞的氣味、色斑和不雅的外觀,而且有時還會影響產(chǎn)品的功能。正是由于這些微生物的存在及其所引發(fā)的不良后果,給非織造布工業(yè)帶來了嚴重的影響。聚酯非織造布傳統(tǒng)抗菌處理一般采用后整理技術(shù),即通過在織物表面涂層或浸漬方式,使材料表面形成抗菌層。但其加工過程中存在三廢現(xiàn)象,且非織造布的耐洗性及抗菌效果持久性較差。磁控濺射的方法近年來也被采用,但相對處理成本較高。魔芋葡甘聚糖不僅天然安全,其表面具有大量活潑羥基,其制成的抗菌劑可以賦予非織造布良好的抗菌性能,而且整個過程符合綠色環(huán)保的要求,不會在后道加工過程中產(chǎn)生三廢,可以降低產(chǎn)品對大自然的危害,且聚酯材質(zhì)可以多次循環(huán)使用,一定程度上也保障了環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。目前各項基礎(chǔ)民生工程的建設(shè)對制造產(chǎn)品的要求也在提高,越來越注重環(huán)保和健康,胎基布用高強抗菌聚酯長絲非織造布的研發(fā),降低了產(chǎn)品對大自然的危害,保障了環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展,同時提高了產(chǎn)品的附加值,增強了企業(yè)競爭力,為公司的可持續(xù)發(fā)展鋪平了道路。

1工藝探討

1.1抗菌劑制備

魔芋葡甘聚糖天然安全,其表面具有大量活潑羥基,能溶解在乙醇水溶液中。在硅烷偶聯(lián)劑KH550的作用下,其與鈦酸鉀晶須、納米氧化鋅的結(jié)合程度極高,分子間基團的相互作用力強,不僅可以減小納米氧化鋅團聚程度,而且可以相互結(jié)合形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)[1]。將100kg質(zhì)量分數(shù)為50%的乙醇溶液加熱至66℃,加入3.5kg魔芋葡甘聚糖攪拌均勻,然后加入0.5kg硅烷偶聯(lián)劑KH550攪拌40min,攪拌速度為3000r/min,回流加熱至140℃,加入12kg鈦酸鉀晶須、2kg納米氧化鋅劇烈攪拌6min,攪拌速度為9500r/min,靜置,過濾,75℃干燥,研磨,過篩得到抗菌劑。

1.2干切片預(yù)處理

聚酯切片經(jīng)過干熱風(fēng)輸送裝置送入高位料倉,通過旋轉(zhuǎn)閥喂入結(jié)晶器中進行預(yù)結(jié)晶,經(jīng)過干燥塔并與由干燥塔底部通入的干熱空氣逆流接觸,進行濕、熱傳遞,得到含濕量為30mg/kg的預(yù)處理干切片。

1.3混融

將100kg預(yù)處理干切片、6kg抗菌劑、3kg水解聚馬來酸酐、3kg色母?;旌暇鶆?,送入螺桿擠壓機中。螺桿擠壓機的套筒分區(qū)加熱,一區(qū)~九區(qū)的溫度分別為185、196、208、205、205、195、210、213、215℃,機頭溫度為195℃,螺桿轉(zhuǎn)速為500r/min,熔體壓力為8MPa??咕鷦┡浜下輻U擠壓機的套筒分區(qū)加熱,經(jīng)擠壓熔融后進入預(yù)過濾器,充分填充在熔融后的預(yù)處理干切片內(nèi)部。在套筒后配合硅烷偶聯(lián)劑KH550的作用,抗菌劑與熔融的預(yù)處理干切片進一步結(jié)合,抗菌效果更快速、持久、安全,同時提高了材料的力學(xué)性能。

1.4紡絲牽伸

擠壓熔融后的熔體進入預(yù)過濾器,然后進入紡絲箱體,經(jīng)計量泵進入紡絲組件,被定量地輸送到噴絲板,再經(jīng)噴絲孔噴出形成細流。初生纖維經(jīng)階段式驟冷裝置冷卻,然后進入空氣動力學(xué)牽伸系統(tǒng),使纖維達到全牽伸狀態(tài),得到纖維長絲。

1.5鋪網(wǎng)針刺卷繞

將纖維長絲經(jīng)分絲和擺絲裝置進行均勻鋪設(shè)得到纖網(wǎng),纖網(wǎng)通過預(yù)針刺機得到初步纏結(jié),然后進入主針刺機完成針刺加固,最后通過速度補償器后經(jīng)分切卷繞機按要求幅寬切去邊料,卷繞得到有色抗菌聚酯長絲非織造布[1]。具體的工藝流程見圖1。

2抗菌性能對比試驗

將運用本工藝制備的有色抗菌聚酯長絲非織造布與對比例1~5制得的產(chǎn)品進行抗菌性能對比,試驗結(jié)果如表1所示。由表1可知:運用本試驗抗菌劑配方,制得的有色聚酯長絲非織造布的抗菌性能優(yōu)異。

3物理性能試驗

將運用本工藝制備的有色抗菌聚酯長絲非織造布樣品與對比例1~5制得的產(chǎn)品進行物理性能對比,試驗結(jié)果如表2所示。由表2可知,運用本工藝制得的有色抗菌聚酯長絲非織造布的斷裂強度高、撕破強大。

4結(jié)語

生產(chǎn)工藝流程短,原料適應(yīng)性強,設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單同時造價便宜,市場廣闊,可供各廠家參考。非織造布正不斷進入更多的應(yīng)用領(lǐng)域,因此需求量也與日俱增。結(jié)合其發(fā)展現(xiàn)狀和市場發(fā)展趨勢,筆者認為今后主要有以下研究方向:一是能夠制備更生態(tài)環(huán)保的非織造布,未來或可通過生物擬態(tài)或仿生設(shè)計制備出智能的復(fù)合材料;二是降低生產(chǎn)成本,注重綠色化發(fā)展;三是更加重視基本性能和功能設(shè)計。今后,非織造布的制備不但應(yīng)注重基本性能的改進,還應(yīng)賦予其復(fù)合化、高性能化、功能化等特點。

參考文獻

[1]孫紅梅,吳麗莉,陳廷,等.超細纖維非織造布生產(chǎn)工藝的新進展[J].紡織導(dǎo)報,2017(6):90-92.

作者:朱聞宇 沈富強 俞洋 王金海 單位:江蘇嘉通能源有限公司