一种用于擦拭布的汉麻纤维非织造材料的制备工艺及性能研究

摘要

非织造布以生产流程短、成本低等特点在各个领域的应用越来越广泛。其中非织造擦拭布占有很大的市场份额，且在未来的几十年中将继续呈上升趋势。随着化学纤维在非织造布中的应用，随之而来的环境污染问题引起了社会越来越多的关注。汉麻纤维力学性能好、吸水性能强、天然抗菌且可降解，是一种理想的非织造擦拭布原材料。但是目前还几乎没有汉麻纤维在非织造擦拭布应用领域方面的研究。
　　本课题首先将汉麻纤维与常用绿色纤维原料进行比较。以双组份聚酯纤维作为热熔粘合纤维，与汉麻纤维采用四种不同比例混合，经气流成网、热轧粘合加固制备非织造材料。探讨了汉麻纤维含量、工艺参数对材料的力学性能和吸水性能的影响。由正交实验探寻各个因素对吸水性能的影响程度，找出最优的参数组合。还进一步研究了针刺与热轧粘合的组合工艺对材料各项性能的影响。最后，测试了市售擦拭布产品的相关性能，与实验制备的试样性能进行比较。经过上述研究，主要得到以下结论:
　　(1)汉麻纤维回潮率高，吸水性好。相对于粘胶和棉纤维，它的干湿态力学性能优异，且天然抗菌，是非织造擦拭布的理想材料之一。此外，相对于一些化学纤维，汉麻纤维可天然降解，有利于环境保护。
　　(2)确定了较优的原料配比和工艺参数。随着汉麻纤维含量的增加，材料的顶破强力先升高后下降，汉麻纤维含量为50％时材料的力学性能最佳。在热轧粘合工艺选择方面:材料的顶破强力随着热轧温度的提高而增强，当温度达到175℃时，材料的顶破强力达到最大，温度继续升高，强力不发生显著变化，建议实验温度控置在175℃;在实验范围内，轧辊压力增大，顶破强力增大，手感变化不大，摩擦性能提高，3300Pa时强力最大，继续增加压力，强力不再继续增加，建议使用3300Pa;热粘合生产速度也是影响材料性能的重要参数，实验发现生产速度越慢，接触时间越长，材料的顶破性能和耐摩擦性能越好，20m/min时材料的力学性能最优。
　　(3)单因子变量的实验结果表明汉麻纤维非织造材料的吸水性能和随汉麻纤维含量的增加呈先增大后减小的趋势，25％时材料的吸水性能最佳。对于热轧粘合工艺:热轧温度为175℃时，材料的吸水性能最佳;在本次实验的工艺范围内，轧辊压力对材料的吸水性能影响不大;生产速度增加，吸水性下降，20m/min时吸水性能最佳。正交实验设计结果表明汉麻纤维含量对材料的吸水性能影响最大，热轧温度和生产速度的影响次之，且汉麻纤维含量为25％，热轧温度为175℃，生产速度为20m/min时材料的吸水性能达到最佳。
　　(4)材料经组合加固后，单位顶破强力和耐磨擦性能提高，但吸水性能几乎不变。双层纤网复合经组合加固后制备的材料单位强力变化不大，吸水率提高。综合各方面因素，单层纤网组合加固为较优工艺。
　　(5)实验制备的汉麻纤维非织造材料与市售擦拭产品相比，虽然干态强力和耐磨擦性能较弱，但湿态强力高，且具备一定的吸水能力。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 擦拭布的介绍

1．3 汉麻纤维的介绍

1．4 课题研究的内容和意义

第二章 汉麻纤维非织造材料的制备与测试

2．1 纤维材料的选择

2．2 非织造工艺的选择

2．3 材料的性能测试与表征

2．4 实验方案设计

2．5 数据分析方法

第三章 汉麻纤维非织造材料的力学性能的研究

3．1 纤维配比对材料性能的影响

3．2 工艺参数对材料性能的影响

3．3 本章小结

第四章 汉麻纤维非织造材料的吸水性能研究

4．1 汉麻纤维对吸水性能的影响

4．2 热轧温度对吸水性能的影响

4．3 热轧压力对吸水性能的影响

4．4 生产速度对吸水性能的影响

4．5 材料吸水性能的正交试验设计

第五章 组合加固工艺对材料性能的影响

5．1 针刺加固的原理

5．2 基本参数

5．3 顶破强力

5．4 抗弯刚度和耐磨擦性能

5．5 吸水性能

5．6 与市售产品的性能比较

第六章 总结与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

攻读学位期间论文发表情况

致谢