熔喷法弹性无纺布的研究进展

介绍了熔喷法弹性无纺布的历史及特点，论述了近期熔喷法弹性无纺布在医用、服装及其它方面的研究进展，指出原料和结构的复合化、多功能化、高附加值化是熔喷无纺布研究的前沿和方向，并作了一定的总结和预测。     

熔喷工艺参数对纤维直径的影响

以聚丙烯为原料,通过自行设计的单孔熔喷法试验机,对聚合物熔体温度、热空气温度、空气压力、接收距离、聚合物流量参数进行设定,得到平均直径低于0.5μm的熔喷纤维;同时对试验结果进行方差分析.研究结果表明,聚合物的熔体温度、热空气温度、空气压力、接收距离、聚合物流量对纤维直径影响显著.     

热塑性聚氨酯导电无纺布的制备与应变响应性能

以热塑性聚氨酯(thermoplastic polyurethane, TPU)为主要原料，通过熔喷纺丝技术制备TPU无纺布.配制不同质量浓度的多壁碳纳米管(multi-walled carbon nanotubes, MWCNTs)分散液对TPU无纺布进行功能化修饰，用于制备TPU/MWCNTs导电无纺布.通过绝缘电阻测试仪、热失重分析仪、扫描电子显微镜和拉伸应变响应度分析TPU/MWCNTs导电无纺布的结构与应变响应性能.结果表明：MWCNTs均匀、牢固附着于TPU/MWCNTs无纺布，形成高效、稳定的导电网络；随碳纳米管质量浓度增加，TPU/MWCNTs导电无纺布的导电性能变好；MWCNTs的引入提高了TPU/MWCNTs导电无纺布的热稳定性；当MWCNTs质量浓度为3 mg·mL^-1时，TPU/MWCNTs导电无纺布的应变灵敏度最高；随着应变幅度增大，导电无纺布的应变响应度增强；经过10个循环拉伸作用后，TPU/MWCNTs导电无纺布的应变响应度达到稳定的响应状态，表现出良好的可回复性和可重复性，在柔性传感器和智能可穿戴领域具有光明的应用前景.     

对熔喷气流拉伸一维数学模型的改进研究

改进了Shambaugh等提出的熔喷气流拉伸一维数学模型,考虑了聚合物熔体密度和比定压热容随温度变化时的情况,引入了幂律流体本构方程,并讨论了聚合物体积流量等参数对纤维直径的影响.     

WC的质量分数对喷熔层耐磨性能的影响

在自熔性合金粉末Ni60中机械混合不同质量分数的WC进行火焰喷熔,通过喷熔工艺性能试验、喷熔层宏观硬度测试、喷熔层低应力磨粒磨损试验、喷熔层冲击磨粒磨损试验和显微组织分析,研究了w(WC)对喷焊层耐磨性能的影响。试验证明:随着合金粉中w(WC)的增大,喷焊工艺性能变差,但当w(WC)低于50%时,WC的加入对喷焊工艺性能影响不很明显,喷熔层硬度变化不大,喷熔层低应力磨粒磨损性能随w(WC)的增大而提高;当w(WC)大于50%时,WC的加入使喷熔工艺性能变得极差,喷熔层的硬度和耐低应力磨粒磨损性能降低。由于WC硬而脆的性能和在喷熔层显微组织中起分割基体的作用,喷熔层耐冲击磨粒磨损性能随w(WC)的增大而降低。     

生物可降解PBST非织造布成型工艺与性能

通过优化工艺参数研制出性能良好的聚丁二酸-共-对苯二甲酸丁二醇酯(PBST)熔喷非织造布,采用单因素分析法讨论了模头温度、挤出速度、喷气压力和接收距离等成网工艺参数对其性能的影响.研究表明:随着模头温度的升高,螺杆挤出速度的减小,喷气压力和接收距离的增大,纤维直径逐渐减小;而纤网纵向断裂强力随着模头温度和喷气压力的升高均先增大后减小,随着挤出速度的增大和接收距离的减小而逐渐增大.此外,纤网的透气率和面密度不匀率也与熔喷工艺参数密切相关.     

喷瓷管道瓷层与金属的密着行为研究

采用火焰喷熔工艺在Q235金属管道表面喷熔耐蚀的玻璃釉料，对瓷层与金属的密着行为进行了研究。喷瓷层与金属的密着是热喷玻璃釉料熔体在基体表面上润湿、铺展和界面反应形成的。试验结果表明，热喷釉料在瓷层与金属界面上发生了一系列复杂的物理化学反应，形成了一个厚度约50μm的过渡层，铁、镍等元素在界面上发生富集。玻璃熔体侵蚀基体金属，溶解表面氧化物，在瓷层与金属界面上生成大量的氧化物结晶相。过渡层中岛状、块状的Fe-Ni合金以金属键与基体连接；玻璃相通过Fe-O和Si-O键与基体连接；玻璃熔体侵蚀基体表面，使其变得粗糙、凹凸不平，形成机械镶嵌连接。这3方面共同作用形成了密着层，瓷层通过密着层与金属连接。     

聚丙烯/聚乙二醇熔喷非织造材料的制备及其性能研究

以聚丙烯(PP)和聚乙二醇(PEG)为原料进行熔融共混,通过添加比例不同的PEG纺制出不同PP/PEG比例的无纺布,对其结构特征、力学性能、通透性能、保液率、持液率以及接触角进行测试分析,结果显示:用60℃热水处理5 min后试样表面会出现沟槽形状,并且PEG含量为10％时,沟槽最为明显;随着PEG含量的增加,纤维细度、纤维透气性先减小后增大,持液率和保液率先增大后减小,材料的纵向断裂强力持续降低,接触角持续减小,而且PEG含量为10％时,纤维最细,持液率与保液率最大,熔喷无纺布透气率最低,接触角接近最小值,表明PEG的最佳混比为10％,所研发的材料具备最好的亲水性能和过滤性能.     

熔喷模头双缝形喷嘴纺丝线上的气流变化

通过引入喷嘴头端宽度与气缝宽度的比值这一参数，建立了熔喷双缝形喷嘴流场纺丝线上气流速度、温度变化的经验方程，是以往经验方程的进一步完善。使用该经验方程结合熔喷理论模型进行了纤维最终直径的预测，实际预测结果证明了所建经验方程的正确性和可靠性。     

带有嵌件充模过程中熔接线形成的数值实验研究

采用基于同位网格的有限体积方法耦合Level Set方法,求解了黏弹性流体具有相变的气-液两相充填模型;模拟出了黏弹性流体在带有嵌件的型腔充模过程中熔接线区域以及壁面凝固层的形成过程;得到了充填过程中熔接线区域的界面运动情况,得到了充模结束时型腔内压力、应力等物理量的分布,得到了与实验结果一致的应力集中以及应力双折射现象;并讨论了注射速度、熔体温度对熔接线区域厚度的影响。研究发现:注射速度越高,熔接线区域越薄;熔体温度越高,熔接线区域越薄,所以提高注射速度、熔体温度可以使熔接线区域变薄或消失。     

LDPE含量对LLDPE/LDPE共混物性能的影响

以线性低密度聚乙烯(LLDPE)与低密度聚乙烯(LDPE)为原料,经Brabender挤出机熔融吹膜制备出LLDPE/LDPE共混膜,并借助差示扫描量热仪(DSC)、偏光显微镜(POM)、电子万能试验机和毛细管流变仪研究了LLDPE/LDPE共混物的结晶行为、结晶形态、力学性能以及熔体流变性能.结果表明:加入适量LDPE后,共混膜仍然具有较好的综合力学性能.随着LDPE质量分数的增加,共混物的结晶度下降,晶粒尺寸减小;共混物的熔体流变性能提高.     

熔喷非织造材料在空气过滤领域的技术发展研究

由于熔喷非织造材料在空气过滤方面具有高效、低阻、抗菌、节能的优势,使熔喷非织造材料的空气过滤市场越来越大。随着现代工业技术和世界经济全球化的发展,科学技术在熔喷非织造空气过滤材料上得到广泛应用,发展生物可降解熔喷材料、熔喷纳米纤维、双组份熔喷、驻极处理等代表了熔喷非织造空气过滤材料的技术发展方向。     

TPU/EPDM共混体系结构与性能的研究

通过熔融共混的方法制备了TPU/EPDM共混物，并分别进行流变、DSC、IR及力学性能测试。结果表明：该共混体系的相容性较差，EPDM对TPU的微相分离结构没有明显影响；在一定的添加量范围内，EPDM的加入明显提高了共混体系的力学性能。     

淀粉与多元醇共混物性能的研究

选用单螺杆挤出机制备淀粉与多元醇的共混物,研究了共混物的力学性能和流变性能。通过Ｘ－衍射和ＤＳＣ的测试证明,淀粉与多元醇在共混过程中淀粉的结晶度降低,玻璃化温度Ｔｇ下降,多元醇可以作为淀粉的增塑剂,改善淀粉的热加工性质,使淀粉具有热塑性。     

射流喷网非织造布工艺技术的研究

本文研究了最新的非织造布加固技术——射流喷网工艺,其基本原理与针刺加固相似,采用高压水针替代机械针刺,纤网在水流直接和反弹的双重作用下,纤维缠结加固。实验表明:预水刺时,各注射器的水压能量须逐个提高,纤维的缠结效果好,并提出了原料、速度、压力、温度等关健技术参数。纤网定量降低,注射器数量增加,涤纶射流非织造布机械性能比棉纤维的好,纤维种类和强力对非织造布性能有较大的影响。随着纤网定量的增加,断裂强度,撕破强度和顶破强度增加。漂白棉射流非织造布手感比涤纶纤维差,射流法非织造布的撕裂强度曲线呈锯齿形。     

ZrN的力学和热力学性质的第一性原理

利用基于密度泛函理论的赝势平面波方法,研究了fcc-ZrN的平衡态性质、不同压力下的弹性性质及热力学性质.通过对焓压关系、弹性性质的分析,推测fcc结构到bcc结构ZrN的相变发生在208~220GPa之间.进一步分析了fcc-ZrN在不同压力下力学的各向异性,得到了压力对ZrN力学性质的影响关系.计算分析了fcc-ZrN的热力学性质.研究结果表明:力学各向同性随压力增大明显减弱;一定温度下,热容随压力增加而减小;德拜温度随着压力增加而增大;低压区温度影响较大,高压区压力影响较大.     

PP/MMT复合材料的制备及性能研究

采用甲基丙烯酸甲酯(MMA)与PP接枝共聚物(PP-g-MMA)为界面相容剂,在熔融共混的条件下,利用螺杆挤出机制备PP/MMT复合材料,对其流动性能及力学性能进行了研究。结果表明:PP-g-MMA的加入提高了PP与O-MMT的相容性,当PP-g-MMA用量为20wt%,O-MMT的用量为3wt%时,力学性能最佳:拉伸强度提高了17.46%;常温下冲击强度提高了91.05%;低温(-20℃)条件下的冲击性能比常温下提高了40.29%,比低温下的纯PP提高了246.78%。     

挤出共混中的高剪切应力对PP-HDPE-滑石粉共混材料力学性能的影响

采用提高双螺杆挤出机螺杆转速的方法,研究了双螺杆挤出机的高剪切应力作用对聚丙烯(PP)、PP-滑石粉和PP-高密度聚乙烯(HDPE)-滑石粉共混材料力学性能的影响.结果表明:双螺杆挤出机的高螺杆转速、高剪切应力作用,可促进材料中滑石粉颗粒的均匀分散、促进HDPE均匀分散于PP基体的乙丙共聚物的相态之中,可引起PP或HDPE的断链反应、引起HDPE大分子自由基与PP基体中的EPR相以及与滑石粉表面偶联助剂之间的结合反应,引起共混材料缺口冲击强度的显著增大;少量极性烯类单体的加入和较低的挤出反应温度条件(180℃)有利于形成的大分子自由基与极性烯类单体的接枝、嵌段反应、界面间的偶联结合反应及其原位增粘作用,并引起PP-HDPE-滑石粉共混材料缺口冲击强度的进一步增大.     

CaSiO3钙钛矿弹性性质的第一性原理计算

利用基于密度泛甬理论的平面波赝势方法的第一性原理计算,研究了高温高压下CaSiO3钙钛矿的弹性性质.研究表明:高压下CaSiO3钙钛矿的绝热弹性模量与最新的实验和理论结果吻合得很好,弹性各向异性开始随着压强的增加快速下降;随着压强的逐渐增大,在高压下下降逐渐变得平缓.     

粘合剂粒径对非织造布性能的影响

探讨了粘合剂粒径对非织造布力学性能的影响。实验表明,随着粒径变细,非织造布的拉伸强度和弯曲模量呈非线性增加。分析认为由细旦纤维制成的非织造布可具有较高的拉伸强度和较低的抗弯模量,这些概念也适用于热熔纤维粘合和热轧非织造布。