熱處理對滌綸針刺非織造布的影響

　　針刺非織造技術是我國非織造行業中發展較早的生產技術，產品具備較強的市場競爭力和占有率，主要應用與合成革基部、過濾材料、土工材料、裝飾布等領域。近幾年，由于水刺、紡粘、熔噴等技術在工藝及產品性能的飛速發展，人們對針刺非織造布工藝及產品的性能和多元化發展提出了更高的要求。

　　關于針刺非織造布的研究，多集中在原料選擇、纖維定量、針刺深度和密度等方面，但在利用熱處理技術，改善其結構和性能，尚缺少深入的研究，特別針對滌綸針刺非織造布作為一種空氣過濾材料，如何利用熱處理技術改進其過濾效率，拓寬其應用與環境保護領域的優勢，有待進一步探究。

　　熱處理過程會引起纖維分子結構和形態結構的改變，使穩定度較低的結構單元轉變為穩定度較高的結構單元。熱處理引起的微觀變化，將綜合體現在纖維及產品的宏觀性能的改變，如尺寸穩定性、強力、手感等。

　　因而，熱處理工藝常用于改善非織造材料結構與性能，以改善其使用性能，滿足非織造材料在衛生、環過濾、土工等領域的應用。為此，我們選擇適當的溫度與時間，對滌綸針刺非織造布進行熱處理，并進行各項性能的檢測。

　　實驗原料是江蘇迎陽無紡機械有限公司生產的滌綸針刺非織造布。設備包括DSC-Q200差式掃描量熱儀、R-3定型烘干機、YG026A型織物強力機、LZC-H型濾料綜合性能測試臺、CFP-1100A型毛細管流動孔隙測量儀、PL203電子天平和YG141D型織物厚度儀。

　　實驗的熱處理部分采用R-3定型烘干機，在210°C橫向定長狀態下對滌綸針刺非織造布分別處理1、2、3、4min,取出后在室溫中自然冷卻，靜置24h；熱處理前后性能測試將經過不同時間熱處理的滌綸針刺非織造布，與未處理的進行各項性能表征對比分析；孔徑與過濾性能測試采用CFP-1100A型PMI毛細管流動孔隙測量儀對熱處理前后的滌綸針刺非織造布進行孔徑和孔徑分布測試；采用LZC-H型濾料綜合性能測試臺對熱處理前后的滌綸針刺非織造布進行過濾效率測試。

　　聚合物結晶的總速度由晶核生成速度與晶體生長速度所控制。在結晶過程中，溫度影響成核速度，也影響晶體生長速率。溫度過高，則不利于晶核形成，溫度過低，則影響晶體的生長速率。結晶度與晶區分布對滌綸纖維及織物的物理力學性能有一定影響。

　　當溫度升高到180°C~200°C之間時，晶核生長的速度增加，同時分子鏈仍然具有相當的運動活性，容易向晶核擴散排入晶格，晶體生長速度也加快，結晶總速度迅速增加，因此在該溫度下完成結晶的過程所需非常短，基本在1min內完成結晶，結晶峰尖銳。

　　當溫度在200°C~230°C之間，隨著溫度的升高，分子熱運動劇烈，分子鏈有序排列所形成的晶核不穩定或不易形成，盡管此時分子運動能力很強，但總的結晶速度較低，完成結晶過程所需要的時間逐漸增加，特別是在230°C時完成結晶的速度超過10min，結晶峰不明顯。所以在210°C條件下，結晶速度較為適中。

　　綜上，PET在210°C時，完成結晶過程的時間為3min，根據完成結晶所需的時間，選擇1、2、3、4min進行熱處理；熱處理對滌綸針刺非織造布的物流機械性能有明顯的改善，隨著熱處理時間的增加，有利于結晶的完善，基布斷裂強力增加，斷裂伸長率較未處理有所下降；通過孔徑測試和過濾效率測試。

　　實驗結果表明，一方面，隨著熱處理時間的增加，滌綸針刺非織造布平均孔徑逐漸減小，同時，孔徑分布略微變窄。另一方面，對小粒徑的顆粒過濾效率提高，尤其是對粒徑≥2.0ｕｍ的顆粒過濾效率，可由最初的46%，提升至70%以上，綜合過濾效率得到改善。

　　(沈璐 鄧炳耀 劉慶生 李志霞　江南大學生態紡織教育部重點實驗室)