据不完全统计,国内每天口罩抛弃量已超过2亿/天,成为与购物袋同等级别的垃圾丢弃物之一,并且存在大量的细菌和呼吸系统排泄物,是重要污染源之一。
如何处置口罩丢弃物,或许将成为垃圾分类中的单独处理项?专家正在论证中
众所周知,口罩的主要材料是聚丙烯材料,N95,N99熔喷布价格仍在20万左右徘徊,甚至更高,近期产能有趋于饱和趋势,价格有所回落。
业内人士建议:应加快论证聚乳酸、PBAT、PBS、PBAT等生物可降解材料,在口罩纺粘层、熔喷层应用的可行性,进行专家论证,立项开发!
疫情过后,满地口罩,试想全球要增加多少白色垃圾?
如果完全降解材料PLA或PBAT等也能做熔喷布该多好,目前还没看到相关报道。聚合物的种类决定了其熔点及流变性能。对于每一种聚合物原料,均有对应的熔喷工艺,如在加热温度、 螺杆长径比、螺杆形式、原料干燥工艺等方面都有一定的差异。
烯烃类和酯类聚合物原料熔喷工艺的差异
原料品种
模头温度
空气温度
干燥工艺
烯烃类
较高
较高
一般不需要
酯类
较低
较低
需要
聚合物原料的分子量及分子量分布是影响熔喷工艺 和熔喷法非织造布性能最主要的因素。对熔喷工艺来说, 一般认为聚合物原料分子量低、分子量分布窄有利于熔喷纤网的均匀性。聚合物分子量越低,熔融流动指数越高,熔体粘度越低,越能适合于熔喷工艺较弱的牵伸作用。
熔喷非织造布的结构与性能
熔喷法非织造布的特点之一是纤维细度较小,通常小于10μm,大多数纤维细度在14μm。
从熔喷模头喷丝孔到接收装置的整条纺丝线上各种作用力无法保持平衡(高温高速气流的拉伸力波动、冷却空气的速度和温度等的影响),使熔喷纤维细度大小不一。
纺粘法非织造布纤网中纤维直径的均匀度明显好于熔喷纤维,因纺粘工艺中,纺丝工艺条件是稳态的, 牵伸和冷却条件变化波动较小。
影响熔喷产品性能的因素
聚合物
聚合物分子量越低,熔融流动指数(MFI)越高,熔体粘度越低,越能适合于熔喷工艺较弱的牵伸作用。熔融指数越高,熔喷形成单纤维的强力越低,纤网的强力也低。
那实际生产中,应选用MFI大的聚丙烯还是小呢?
MFI小:可生产强力较高的熔喷非织造布。
MFI大:产量高、能耗低。因此当前趋势是釆用较高的MFI原料。
随科技的进步,出现了专为熔喷工艺所用的聚丙烯,其MFI 高达1500。
用于熔喷的聚乳酸、PBAT聚酯类,尚未见到超高流动性牌号报道!
离线参数
1、 喷孔直径
孔径小有利于纺制造超细纤维。但小的孔径加工较为困难。
2、 热空气喷射角度
气流与模头底面的夹角Θ。
气流喷射角度的大小对拉伸效果有很大影响。高温高速的牵伸热空气从熔喷组合模头的空气通道中喷射出来,两股气流发生碰撞,形成了复杂的流场。
生产上常釆用60 °的夹角。
在线参数
1、热空气的速度(压力)
直接影响熔喷纤维细度。生产中用气流的压力来表示气流的速度,压力大则速度大。热空气速度↑:
纤维直径↓;
单纤维相对强力↑;
纤网中纤维间的粘合效果↑ ,非织造布强度↑。
2、熔喷温度(熔体温度)
指熔喷模头的温度。温度越高,熔体粘度越低,纤维越细。但熔体粘度过小会造成熔体细丝的过度牵伸,形成的超短超细的纤维会飞散到空中而无法收集,因此熔喷工艺中聚合物熔体粘度并不是越小越好。
3、接收距离(DCD)
纤网强力除取决于纤维本身的强力外还取决于纤维之间的热粘合程度。热粘合程度受接收距离的影响尤为显著。
DCD↓,热空气冷却和扩散不充分,粘合效果得到改善,产品蓬松度下降。产品强力提高。
DCD↑,熔喷非织造布强力及弯曲刚度均下降;透气率增长。
4、熔体挤出量
单位:g/hole/min
挤出量增加,纤维直径增加,熔喷非织造布的相对强度减小。
期待在多方努力之下,可生物降解的新口罩早日问世!
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