您好,欢迎访问山东麦特瑞尔新材料有限公司官方网站!

几种高强度高弹性超细纤维无纺布的制备及性能

发布日期:2020年06月06日 关注次数:

  “超细纤维无纺布”的性能高于普通纤维无纺布:①强度高、弹性模量高;②耐热性好。狭义的定义是:①拉伸断裂强度大于2gpa;②拉伸初始弹性模量大于50gpa。以下介绍了几种高强度、高弹性超细纤维无纺布的制备及性能。

  1、超细纤维结构

  1.1超细纤维观结构

  表1列出了由超细纤维分子结构得出的理论强度(极限强度)和理论弹性模量(极限弹性模量),以及商用超细纤维的强度和弹性模量。普通纤维的强度小于其极限强度的7%,除聚甲醛纤维外,普通纤维的弹性模量小于其极限弹性模量的40%,说明分子结构的力学特性尚未得到充分发展。

  成上述结果是由于纤维的内部结构。“超细纤维”的理想结构应如图1(c)所示,纤维从一 端到另一端以—个分子连接,而且分子是直线状致 密排列状态,这时的强度和弹性模量即为纤维的极限强度和极限弹性模量。而实际看到的纤维形态 【图1 (b)】是分子链成柬形成微原纤,微原纤成束 形成原纤,原纤再成柬而形成纤维。微原纤内的分子链不全是直线状排列,也有折叠【图1 (a)】,这部分分子间作用力弱,成为缺陷。另外,微原纤的末端及原纤的末端也成为缺陷。由于缺陷的存在, 因此纤维的强度只是其极限强度的7%以下。

几种高强度高弹性超细纤维无纺布的制备及性能

  1.2“超细纤维”的分子设计

  为接近图1(c)那样的状态,希望分子结构的状态如下:①构成主链的键牢固;②分子链的构象接近直链;③分子链的占有面积小。

首先,极限强度是由分子的键断裂决定的,因此必须使分子键有强的结构。表2列出了各分子键的键合能。与C_ 、C__N单键相比,C=C、C=N 双键的键合能较强,因此最好要构建含双键多的结构。

  2 、“超细纤维"的制造方法

  “超细纤维”的熔点或分解温度如表3所示。

  2.1 UHMWPE纤维的制造方法UHMWPE纤维是在凝胶纺丝后经超倍拉伸而制得的。UHMWPE溶解于十氢萘等溶剂制成准稀溶 液,保留拉伸所需的最低限度分子间络合,将溶液从喷嘴挤出,骤冷使分子间的络合固定,在熔点附近温度高倍拉伸,使分子折叠及分子间络合减少。

  2.2 芳香族聚酰胺纤维、PBO纤维的制造方法芳香族聚酰胺纤维及PBO纤维等液晶刚直性高分子是用干喷湿纺纺丝法隙式)制得的图2)。 树脂溶解于溶剂,刚直性大分子的方向很混乱,但通过喷嘴的细孔时,大分子在纤维轴方向平行排列。经气隙法冷却、凝固,大分子处于高度取 =向状态,没有必要进行拉伸。

  3 “超细纤维"的特性

  “超细纤维”不仅是高强度、高弹性模量,而且具有各种特性。

  UHMWPE纤维耐热性差,但密度小、质量轻,耐化学试剂性能也优。对位芳香族聚酰胺纤维、PBO纤维、芳香族聚酯纤维由于有芳香族环,吸收紫外线后,强度降低很大,耐气候性差。芳香族聚酯纤维具有聚酯结构,因此耐酸性优。PB0纤维、 芳香族聚酯纤维由于低吸湿性,可在低温下使用。利用这些纤维特性的应用列在表5中。

  “超细纤维”正广泛用于高强度绳缆、防护材料。不同纤维的特性有不同用途,详细情况可参照各企业的主页介绍。

  “超细纤维”也有弱点,如染色性、耐气候性差, 因此很难像普通纤维那样用分散染料或阳离子染料染色,可以采用将颜料混于树脂的原液着色法,因而色泽选择受限。

  对于耐气候性差的弱点,可采用表面涂层的方法等来解决。

  为了充分发挥“超级纤维”的性能,进行了分子设计,采用了创新的制造方法。各种纤维各有优缺点,但由于重量轻,有望在未来取代金属纤维。这时,应该根据使用情况做出最合适的选择。此外,我们也期待着现有“超级纤维”的改进和新“超级纤维”的出现来开拓市场。


产品快速通道 Express Lane