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1、主要內(nèi)容 非織造材料的結(jié)構(gòu)與特點 非織造材料及其主要用途 纖維在非織造材料中的應(yīng)用第1頁/共20頁一、非織造材料的結(jié)構(gòu)與特點(一)非織造材料與傳統(tǒng)紡織品的結(jié)構(gòu)差異 1、傳統(tǒng)的機織物和針織物是以纖維集合體(紗線或長絲)為基本材料,經(jīng)過交織或編織來形成規(guī)則的幾何結(jié)構(gòu),如圖所示。機織物中經(jīng)緯紗互相交織并擠壓,具有較好的抵抗外力作用變形的能力,所以機織物的結(jié)構(gòu)一般都比較穩(wěn)定,但延伸性差。針織物中,紗線形成圈狀結(jié)構(gòu)并相互聯(lián)結(jié),當(dāng)受到外力作用時,組成線圈的紗線相互之間有一定程度的轉(zhuǎn)移性,因此針織物一般具有良好的延伸性。 (機織物)第2頁/共20頁 2、非織造材料與傳統(tǒng)紡織品差異很大,非織造工藝的基本要求是
2、讓纖維呈單纖維分布狀態(tài)后形成纖維集合體(纖網(wǎng))。典型的非織造材料通常呈單纖維組成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),要達到結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,必須通過施加黏合劑、熱粘合作用、機械纏結(jié)等手段予以加固,如圖所示。普通水刺結(jié)構(gòu)針刺結(jié)構(gòu)熱軋粘合結(jié)構(gòu)化學(xué)粘合結(jié)構(gòu)第3頁/共20頁 3、非織造材料性能的多樣性 由于原料選擇的多樣性,加工技術(shù)的多樣性,必然產(chǎn)生非織造材料性能的多樣性。有的材料柔性很好,有的很硬;有的材料強度很高,而有的卻很低;有的材料很密實,而有的卻很蓬松;有的材料的纖維很粗,而有的卻很細。這就是說,可根據(jù)非織造材料的用途,來設(shè)計材料的性能,進而選擇確定相應(yīng)的工藝技術(shù)和纖維原料。 第4頁/共20頁(二)非織造材料的結(jié)構(gòu)模型 黏
3、合劑加固的非織造材料的結(jié)構(gòu)可分為點狀粘合結(jié)構(gòu)、片狀粘合結(jié)構(gòu)、團狀粘合結(jié)構(gòu)。 點狀粘合結(jié)構(gòu)中,纖維交叉接觸處產(chǎn)生粘合作用,使用的黏合劑較少,材料的機械性能較好,化學(xué)粘合法非織造材料和雙組分纖維熱風(fēng)穿透粘合非織造材料可觀察到點狀粘合 (三)非織造材料的特點三)非織造材料的特點1、介于傳統(tǒng)紡織品、塑料、皮革和紙四大柔性材料之間的材料 不同的加工技術(shù)決定了非織造材料的性能,有的非織造材料像傳統(tǒng)紡織品,如水刺非織造材水刺非織造材料料;有的像紙,如濕法或干法造紙非織造材料;又有的像皮革,如海島纖維非織造基材合成革海島纖維非織造基材合成革等。第5頁/共20頁2 2、非織造材料的外觀、結(jié)構(gòu)多樣性 非織造材料采
4、用的原料、加工工藝技術(shù)的多樣性,決定了非織造材料的外觀、結(jié)構(gòu)多樣性。從結(jié)構(gòu)上看,大多數(shù)非織造材料以纖網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)為主,纖維呈二維排列的單層薄網(wǎng)幾何結(jié)構(gòu)或呈三維排列的網(wǎng)狀幾何結(jié)構(gòu),有的系纖維與纖維纏繞而形成的纖維網(wǎng)架結(jié)構(gòu),有的系纖維與纖維之間在交接點相粘合的結(jié)構(gòu),有的系由化學(xué)粘合劑將纖維交接點予以固定的纖維網(wǎng)架結(jié)構(gòu),還有的系由纖維集合體形成的幾何結(jié)構(gòu)。從外觀上看,非織造材料有布狀、網(wǎng)狀、氈狀、紙狀等。 第6頁/共20頁三、非織造材料及其主要用途 非織造材料已廣泛地應(yīng)用到環(huán)保過濾、醫(yī)療、衛(wèi)生、保健、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、土木水利工程、建筑、家庭設(shè)施及生活的各個領(lǐng)域。近年來開發(fā)了一大批新穎非織造新產(chǎn)品,如采用聚四
5、氟乙烯纖維和聚酰胺纖維經(jīng)管式針刺工藝加工制造的人造血管、人造食管等人造器官;采用海藻纖維經(jīng)針刺加工的高性能敷料;采用現(xiàn)代生物技術(shù)特種活性纖維非織造新材料,可特別有效地從工業(yè)廢水中吸附回收重金屬離子和相關(guān)的毒離子;碳纖維針刺整體氈及碳/碳復(fù)合材料在導(dǎo)彈、火箭頭錐以及運載火箭尾噴管喉稱中的應(yīng)用(耐高溫、耐燒蝕);可完全降解的聚乳酸纖維非織造新材料,可用作環(huán)保型的用即棄產(chǎn)品等。 功能性制品材料是非織造材料的一大主要領(lǐng)域,也是非織造材料具有優(yōu)勢的領(lǐng)域,如醫(yī)療衛(wèi)生保健用品(手術(shù)服、防護服等),工業(yè)用品(過濾材料、汽車內(nèi)飾材料等),農(nóng)業(yè)用品(如豐收布、培養(yǎng)基質(zhì)等)建材用品(如防水材料、隔熱保溫材料等)和土
6、工合成材料等。當(dāng)前及未來一段時間內(nèi)非織造材料發(fā)展的主要趨勢是:第7頁/共20頁(1 1)生態(tài)化 大量的非織造材料屬于“用即棄”產(chǎn)品,一部分屬耐久性產(chǎn)品。目前絕大部分采用合成纖維作原料,大量產(chǎn)品滿足了各種需求,但相應(yīng)的廢棄品卻帶來了生態(tài)方面的問題。采用大量可再生資源作為原料已成為非織造領(lǐng)域體現(xiàn)技術(shù)水平和方向的標(biāo)志,天然基材料,如聚乳酸酯合成纖維、無硫脫脂棉纖維、木漿纖維、麻纖維等的應(yīng)用,將給非織造領(lǐng)域帶來巨大的變革。(2)其它領(lǐng)域最新技術(shù)成果的集成 非織造材料自身是學(xué)科交叉結(jié)合的產(chǎn)物,近年來迅速發(fā)展,其生命力表現(xiàn)在不斷吸取其它領(lǐng)域的最新技術(shù)成果,如超聲波技術(shù)、微波技術(shù)、透濕防水微孔膜等,近期納米
7、材料的應(yīng)用技術(shù)已成為開發(fā)的熱點,國內(nèi)產(chǎn)業(yè)的潛在需求非常明顯。第8頁/共20頁1 1、個人衛(wèi)生領(lǐng)域 主要應(yīng)用有嬰兒尿布、茶葉袋、咖啡袋、兒童學(xué)步訓(xùn)練褲、化妝和卸妝用材料、擦鏡布、暖手套、濕巾、緩沖墊等。如圖所示。濕巾第9頁/共20頁(3 3)向其它領(lǐng)域滲透 非織造功能性制品不再局限于傳統(tǒng)的紡織品應(yīng)用領(lǐng)域,已大量進入汽車、衛(wèi)生保健、土木工程、建材、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域,如土工合成材料、高溫氣體過濾、手術(shù)服、尿布、防水基材、汽車內(nèi)飾件、農(nóng)業(yè)豐收布等對各自的領(lǐng)域起了革命性的影響。 非織造材料的結(jié)構(gòu)多樣性、外觀多樣性、性能多樣性決定了其用途的廣泛性。可根據(jù)不同應(yīng)用場合對非織造材料的性能、結(jié)構(gòu)和外觀要求,科學(xué)地選擇
8、原料、工藝路線、工藝參數(shù)等。 非織造材料也可分為用即棄型和耐用型兩大類,用即棄類產(chǎn)品主要應(yīng)用于醫(yī)用敷料、尿布、手術(shù)衣、防護服和濕巾等;耐用型產(chǎn)品要求維持一段較長的重復(fù)使用時間,如人造革基布、針刺地毯、土工建筑材料、絕緣材料和床上用品等。下面分應(yīng)用領(lǐng)域介紹非織造產(chǎn)品第10頁/共20頁2 2、醫(yī)療保健領(lǐng)域 主要應(yīng)用有手術(shù)帽、手術(shù)衣、口罩、鞋套紗布、棉球、繃帶膠帶、床單、床墊、包扎布等第11頁/共20頁3 3、家具及家用領(lǐng)域 主要應(yīng)用有家具布(護手和背靠襯墊、防塵布、裝飾材料、防塵床罩)、枕頭、枕套、百潔布、拋光布、餐巾、過濾布、吸塵器集塵袋、地毯、窗簾等。枕套家用裝飾材料第12頁/共20頁4 4、
9、農(nóng)業(yè)領(lǐng)域 主要應(yīng)用有農(nóng)作物覆蓋、革基布、毛細管墊等人造革基布人造革基布第13頁/共20頁5 5、汽車領(lǐng)域 主要應(yīng)用有車廂襯墊、座椅、車頂、防滑墊、車用人造革背襯、隔音隔熱材料、油過濾器等汽車用座椅隔音隔熱材料汽車用座椅第14頁/共20頁6 6、過濾材料建筑材料領(lǐng)域 主要應(yīng)用有各種氣體、液體、固體過濾材料,屋頂及瓦片基材,吸音密封材料,房屋保暖包覆材料等。過濾材料第15頁/共20頁7 7、巖土和水利工程領(lǐng)域 針刺土工布、紡絲成網(wǎng)土工布、土工復(fù)合膜、防滲土工布和加筋土工布等主要用于土壤穩(wěn)固、排水和分離、堤壩防護、河岸防護等。園林綠化排水材料土工布高速公路路基加固專用土工布第16頁/共20頁三、纖維
10、在非織造材料中的作用1 1、纖維形成非織造材料的基本結(jié)構(gòu) 對于大多數(shù)粘合法非織造材料,針刺、水刺加固非織造材料,紡絲成網(wǎng)法非織造材料,濕法非織造材料,纖網(wǎng)型縫編法非織造材料,纖維以網(wǎng)狀形式構(gòu)筑成非織造材料的主體結(jié)構(gòu),纖維在這種非織造材料中的比重從一半以上直至百分之百。2 2、纖維形成非織造材料的加固成分 在針刺和水刺非織造材料、無紗線纖網(wǎng)型縫編法非織造材料等結(jié)構(gòu)中,部分纖維以纖維束的楔柱或者線圈狀結(jié)構(gòu)存在于非織造材料中,起著加固纖網(wǎng)的作用。3 3、纖維形成非織造材料的粘合成分 在熱粘合法、濕法非織造材料中,具有熱熔性(水溶性)的合成纖維作為粘合材料加入纖網(wǎng)中。纖網(wǎng)受到熱處理時,這些纖維便會全部或部分的失去其纖維形態(tài),形成結(jié)構(gòu)中的粘合成分,使纖網(wǎng)得到加固。 第17頁/共20頁 在雙組分合成纖維制成的熱粘合法非織造材料中,雙組分纖維既作為材料的基本結(jié)構(gòu)亦稱主體結(jié)構(gòu),同時處于纖網(wǎng)交叉點的兩根雙組分纖維的外殼部分又因熱熔而相互粘合,成為纖網(wǎng)的粘合部分。 在溶劑粘合法非織造材料中,作為粘合成分的部分纖維由于其在溶劑處理時溶解或膨潤,起到與其它纖維相互粘合的作用,使纖網(wǎng)得到加固。第18頁/共20頁Thank youThank you第19頁/共20頁感謝您的觀看!第20頁/共20頁