无针头静电纺纳米纤维热熔粘合复合材料的制备及性能

发布时间：2020-10-22 22:17

　　 纳米纤维材料单独使用时机械强度低,与基布直接复合时粘合牢度小,易分离,为提高纳米纤维与基布间的粘合性能,本课题借鉴服装用粘合衬与面料压烫粘合的工艺技术,自行设计了可以控制撒粉量和粉末大小的热熔胶粉末撒粉装置,通过撒粉工艺制备热熔粘合基布,以水基聚乙烯醇(PVA)溶液为纺丝液,通过螺旋片式静电纺丝,使纳米纤维均匀沉积在基布表面,经过热压制得纳米纤维复合材料,期望可用作防护服装的面料、里料等。研究了热压条件、撒粉量、粉末粒径大小以及基布种类对复合材料粘合性能的影响。本文中初步尝试将制得的纳米纤维复合面料用作冲锋衣里料,并研究了其颗粒防护性、热湿舒适性及耐水洗性能,为进一步开发具有更多功能性的纳米纤维防护服装奠定了基础。通过研究得到以下主要结果:服装用热熔粘合衬的结构与性能:测定与分析了四种服用用热熔粘合衬,基布纤维材料均为涤纶。粘合衬W-PA-1、W-PA-2上的热熔胶粉均为PA,NW-LDPE、NW-EVA上的热熔胶粉分别为LDPE、EVA;涂层工艺为双点法的W-PA-1、W-PA-2,热熔胶颗粒大小均匀,分布规律,撒粉量约为7 g/m2,而涂层工艺为撒粉法的NW-LDPE、NW-EVA,热熔胶颗粒大小很不均匀,分布杂乱,撒粉量分别为13.23 g/m2、11.57 g/m2。当用熨斗将粘合衬与涤塔夫织物进行热压时,W-PA-1、W-PA-2的剥离强力约为NW-LDPE的7倍,剥离能更是其10倍左右,NW-EVA的粘合牢度很大,剥离时直接断裂;W-PA-1、W-PA-2、NW-LDPE未渗胶,而NW-EVA存在渗胶现象。热熔粘合基布的制备方法:自行设计了撒粉装置,采用多层筛网和一定频率振动的方式可有效地控制热熔胶粉末分布的均匀性、粒径大小以及撒粉量。预处理可以使热熔胶粉末与基布初步粘合,在后续加工中不洒落。较优的预处理条件为110℃、3 min。纳米纤维热熔粘合复合材料的制备及其粘合性能:通过静电纺丝以及热压,可以得到纳米纤维复合材料,并且通过调整热压工艺条件可以控制纳米纤维膜与基布之间的粘合效果。随着热压温度的提高和时间的增加,复合材料的剥离强力及剥离能总体呈上升趋势,分别提高至对照样的1.60~7.01倍和1.86~6.84倍。热压前后,复合材料的透气率变化不大,且热压后未出现渗胶现象。当压力为0.1 MPa时,较优的热压温度/时间为120℃/13 s、120℃/18 s和130℃/8 s。同一热压条件下,随着撒粉量的增加,纳米纤维膜与基布之间的粘合牢度增强;随着热熔胶粒径的减小,纳米纤维膜与基布间的粘合牢度增大。当采用热熔胶粒径75μm,撒粉量0.57±0.10 g/m2的撒粉工艺,120℃/13 s的热压条件时,复合材料的粘合性能极好,其剥离强力及剥离能分别可达21.72±2.91 c N、12.56±2.74 J/m2。不同基布制备的复合材料在相同条件下热压后,与纳米纤维膜的粘合牢度不同,涤塔夫尼丝纺电力纺非织造布。纳米纤维热熔粘合复合材料的热湿舒适性及耐水洗性:螺旋片式静电纺丝时间为30min的PVA纳米纤维膜过滤效率可达99.11%。将该纳米纤维膜/尼丝纺热熔粘合复合材料应用于冲锋衣服装中,纳米纤维膜的存在使其保暖性增加,而对其透湿性及透气性未产生影响。用撒粉及热压的方式获得的PVA纳米纤维膜/尼丝纺复合材料具有良好的耐水洗性,采用浸泡洗涤的方式,材料的耐水洗次数可达20次以上。
【学位单位】：苏州大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TQ340.64;TB33
【部分图文】：

逐层下流并流至金属斜板边缘处，在电场力的作用下激发为喷射流，纤维产量得到了提高。同时，Thoppey 等[33]在金属斜板的基础上又设计出了碗状喷丝头静电纺丝法，该喷丝头也是溶液贮存器，施加电场后，“碗”边缘的溶液会形成大量射流，纳米纤维的产量为传统纺丝的 40 倍。这两种方法原理类似，纤维质量与单针法制得的纳米纤维类似，但都无法连续纺丝。受到 Thoppey 等人的启发，Jiang 等[34]发明了一种金字塔状的喷丝头用于静电纺丝，如图 1-6 所示。为了改善碗状喷丝头溶液低于“碗”边缘纺丝即停止的弊端，Jiang等人用供液泵将溶液不断注入三层喷丝头，使溶液始终覆盖喷丝头边缘，连续静电纺丝，多余的溶液将流入收液槽中，纺丝产量也提高至 100 倍。Shin等[35]用两根垂直棒及与之平行的两个辅助电极板组成了无针静电纺丝装置，垂直棒通过铜丝相连，如图 1-7 所示。纺丝时，纺丝液从垂直棒上方流下，覆盖在其表面，在高压电源和辅助电极板的电场力作用下产生射流。但此法得到的纳米纤维膜很不均匀，纺丝时间过长，溶液易固着在垂直棒表面，影响纺丝稳定性。

磁场扰动法静电纺装置示意图

气泡法静电纺装置示意图
【参考文献】

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4 彭鹏;牟丹;盛曼;;聚酰胺的傅里叶变换红外光谱分析[J];上海塑料;2014年02期

5 王成;姚理荣;陈宇岳;;芳纶纳米纤维毡/聚苯硫醚高温超过滤材料的制备及其性能[J];纺织学报;2013年07期

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7 隗合月;张恒;;服装用非织造粘合衬的特点及现状[J];非织造布;2012年04期

8 刘雪婷;徐军;赵竟钰;;西服面料与粘合衬压烫工艺参数的优化选择[J];西安工程大学学报;2012年02期

9 翁国建;;浅谈EVA热熔胶[J];中国胶粘剂;2010年07期

10 徐缓;;粘合衬布在现代服装中的运用[J];山东纺织经济;2010年01期

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3 李敏;防水透湿层压织物的加工与性能研究[D];北京服装学院;2012年

4 窦冠显;抗水解PVA纳米纤维毡的制备及其过滤性能[D];东华大学;2011年

5 鲍丽华;防水透湿层压织物的性能研究与开发[D];北京服装学院;2010年

6 陆国琴;双点无纺粘合衬的质量检测方法探讨[D];苏州大学;2009年

本文编号：2852159