聚乳酸无纺布亲水处理及其性能测试和分析毕业论文(编辑修改稿)

聚乳酸无纺布亲水处理及其性能测试和分析毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

的 PLA纤维是以玉米淀粉发酵制成乳酸，经脱水聚合反应制得聚乳酸酯溶液进行纺丝加工而成，所以 PLA纤维又被称为玉米纤维 [7,8]。 聚乳酸纤维的优良特性使其开发和深加工产品具有更加广阔的前景，聚乳酸非织造布的生产过程干净环保无污染，对全世界的环保事业具有深远影响。 聚乳酸纤维具有优良的降解性能。 它的降解不同于天然纤维的微生物酶解，聚乳酸的降解是由于聚合物链上酯键的水解，降解后产生二氧化碳和水。 最后在植物的光合作用下，又会 生成淀粉的起始原料 [9]，这个循环过程见图 [10]。 嘉兴学院本科生毕业设计（论文） 2 图 11聚乳酸纤维生态循环图 聚乳酸纤维性能 PLA纤维具有良好的物理机械性能，是高结晶性、高取向性和高强度的纤维。 跟聚酯和聚酰胺纤维相对比，聚乳酸纤维的手感和悬垂性更好，抗紫外线 (uv)性能好，比重低，可燃性差，发烟量小，卷曲性和保型性更好。 聚乳酸纤维吸湿吸水性小，水扩散性及渗水性佳， 而且透湿性亦好，这些特性与衣料用途的吸汗速干性有关。 聚乳酸纤维与聚酯、棉纤维的性能对比如下 [11]： 项目 PLA纤维 涤纶纤维 棉纤维 密度（ g/cm3） 熔点（℃） 175 260 / 玻璃化温度（℃） 57 70 / 标准状态吸湿率（ %） 燃烧热（ KJ*g1） / 断裂强度（ CN/dtex） 伸长度（ %） 30 30 / 染料种类 分散染料 分散染料 活性染料 染色温度（℃） 100 130 80 聚乳酸纤维具有的突出优点如下 [1215]： (1)能耗低：它的原材料十分丰富，都是可再生的 资源，而且资源和能耗少：聚乳酸纤维是当嘉兴学院本科生毕业设计（论文） 3 今最绿色和环保的有机高分子化合物。 其综合能源消耗是化学纤维生产中最低的。 (2)可生物降解无污染：聚乳酸纤维具有良好的生物降解性，将其与其他废物同时埋入地下，较短时间内就可分成水和二氧化碳。 它对环境无污染，天然环保。 聚乳酸所用的原材料没有毒性，发酵污水处理不存在难题。 且其生产过程中都是无污染的，是最简洁干净的生产。 (3)物理机械性能和加工性能好：聚乳酸纤维的强度、伸长等与涤纶和锦纶相差不大，但熔点和模量较低，具有良好的手感，弹性回复率高，玻璃化温度适宜。 (5)舒适性 好：聚乳酸的产品亲肤性好，与皮肤接触会感到十分舒适，且有天然的抗菌性。 (6)有一定的阻燃性：聚乳酸纤维的极限氧指数是常用纤维中最高的。 它的难燃性与毛相似 ,优于涤纶。 限氧指数 : PLA: 26 ～ 27。 羊毛 : 24 ～ 25。 涤纶 :23～ 24[16]。 ，且其燃烧时散发的热量低，容易熄灭，火灾危险小。 (7)环境可持续性： PLA 纤维的原料是谷物等农产品，属于可重复使用的再生能源，取之不尽 ,用之不竭。 聚乳酸非织造布工艺和应用 纺粘法聚乳酸非织造布 纺粘法聚乳酸非织造布是 以聚乳酸切片为原料 ,经过熔融纺丝、牵伸铺网 ,然后用热轧或针刺及水刺等方法固结而成的一种新型的长丝非织造布 ,。 纺粘法聚乳酸非织造布可以制作复合类产品，能够满足不同领域的需要。 纺粘法是一种既经济、快速又环保的生产方法。 由于聚乳酸在高温下容易解聚 ,所以切片要充分干燥 ,去除水分。 同时纺丝温度不能太高，要控制适当 ,才能保证纺丝的顺利进行。 聚乳酸纺粘法采用空气冷却并通过开纤装置将纺出的丝条杂乱散落堆积在网帘上 ,铺置成网 ,然后再经热轧辊加压热粘合 ,即可得到 PLA纺热轧非织造布 [17]。 聚乳酸纺粘法非织造布的工艺流程为 :聚乳酸切片→螺杆挤压机→熔体过滤器→计量泵→喷丝板→冷却吹风→气流牵伸→铺网→热轧成布 (或水刺、针刺成布 ) →卷取→成品 [18]。 由于聚乳酸的优良性能 ,使得用纺粘法制得的聚乳酸纺粘法非织造布在常温下具有良好的耐气候性、强度保持性。 在土壤、海水、污泥等自然环境下经历一定时间后可完全分解为水和二氧化碳 ,对环境不造成污染 ,并且其分解产生的二氧化碳又通过植物的光合作用被重新合成淀粉等生产聚乳酸的原料 ,所以聚乳酸纺粘法非织造布是新型环保型的非织造布产品 [19]。 、聚乳酸水刺无纺布 聚乳酸具有中等的强力 ，比天然纤维要高，但是其吸湿率不如其他的天然纤维 ,表现出较好的疏水性。 因此可以选择水刺固结。 水刺法聚乳酸非织造布的基本工艺过程为 :聚乳酸短纤维→开松→气流成网→水刺固结→后处理 (烘干 ) →成品卷绕。 聚乳酸水刺非织造布具有良好的透气性、悬垂性，且手感柔软、外观光滑、不起毛，良好的亲肤性、降解性及生物相容性等 [20]。 聚乳酸纤维的优良特性使其开发和深加工产品具有更加广阔的前景，聚乳酸水刺非织造布的生产过程干净环保无污染，对全世界的环保事业具有深远影响。 现在中国的新丽无纺和美国农业嘉兴学院本科生毕业设计（论文） 4 生技公司 Cargill Dow合作生产出一种可分解式聚乳酸纤维 ( PLA)应用于医疗床垫 ,取代了传统的聚酯纤维 ,进一步打开美国市场销路 [18]。 国内外聚乳酸水刺无纺布已经被应用于医疗卫生用布、家庭装饰用品、餐厅用布等各个方面 ,相信将来必然有着广阔的研究和应用前景。 、医疗卫生领域的应用 聚乳酸纤维具有良好的生物相容性，无毒和生物降解性，因此被广泛应用于医疗和卫生领域。 在医疗领域，聚乳酸具有同涤纶相似的强度，且其降解产物也为人体代谢的产物。 对人体无害，因此被广泛应用于医用的缝线，伤口慢慢愈合，缝合线也逐渐降解掉，无需拆线，大大的 减轻了病人的痛苦。 聚乳酸纤维也可用于外科手术的植入材料，如人工肾、人工尿道、人工食管等生物器官，生物相容性好，对人体无害。 此外，在卫生领域，聚乳酸降解产物是水和二氧化碳，对环境无害。 用聚乳酸制成的卫生巾、尿布、一次性口罩等用即弃产品，不需要焚烧，不会留下有毒气体和产物。 因此，聚乳酸产品必将取代对环境有害的材料，在未来的发展中具有广泛的应用前景。 本课题研究的意义 绿色纺织品的发展是一种势不可抵挡的潮流。 聚乳酸最大的优点是以可再生的植物为原料，在整个生产过程中消耗的能量低，从原料到废弃物都可经微生物 作用分解成二氧化碳和水，具有天然的生物降解功能，燃烧时不会散发毒气，不会造成污染。 聚乳酸纤维融合了天然纤维和合成纤维的优异性能于一体，是 21世纪的环保材料，是新型的生态性纤维。 随着聚乳酸纤维的不断开发，其在非织造布中的应用也日渐增多。 在石油资源日益短缺和环境污染十分严重的时代，更需要研究既能解决能源的危机又对环境没有污染的绿色纤维。 目前聚乳酸纤维还是存在一些问题，如聚乳酸纤维的染色性能差且生产成本过高。 因此对聚乳酸材料性能的测试，并对实验的数据结果作分析研究，从而聚乳酸纤维材料进一步的了解。 课题以聚乳酸 非织造布为研究对象，选择最优良的亲水整理方案，从而对聚乳酸材料的性能有更好的认识，为实际工作中充分利用聚乳酸材料特性提供提论和、实验依据。 嘉兴学院本科生毕业设计（论文） 5 2 实验部分 亲水整理是一种方法简便、效果显著、成本低廉的非织造布后整理工艺，一般分为浸渍法和浸轧法，另外还有喷洒法和泡沫整理法。 浸轧法能提高亲水整理剂的附着力并能均匀分布在非织造布上，工艺简单易行，所以实际生产中主要采用浸轧法 [21]。 浸轧法的原理是将亲水剂覆盖在聚乳酸非织造布的表面，形成亲水薄膜，然后加热烘干，使亲水剂固着在非织造布表面。 本文中的无纺布规格是 30g/m2 纺粘法聚乳酸无纺布， 80g/m2水刺法聚乳酸无纺布。 亲水整理工艺为将 HSDM SF608AA、 TF62 TF629C、 TF629B五种亲水剂分别配制成浓度为 %、 %的溶液，放入烧杯。 将试样放入烧杯中，二浸二轧后，放入温度分别为 80、 1 140摄氏度的烘箱内 90s。 最后取出，放于标准大气压下 24小时。 回潮率 实验原理 回潮率表示纺织材料吸湿程度的指标。 以材料中所含水分重量占干燥材料重量的百分数表示。 在纺织品的贸易中为了计重和核价的 需要，必须对各种纺织材料的回潮率作出统一规定，称公定回潮率。 实验准备 实验仪器：剪刀、直尺、烘箱、天平。 实验试样：量取 30cm 30cm的聚乳酸纺粘无纺布和水刺无纺布。 实验步骤 称重，放入 60摄氏度的烘箱烘 30min，然后称重，与之前的重量对比，得出回潮率。 接触角性能测试 实验原理 润湿是自然界和生产过程中常见的现象。 通常将固 — 气界面被固液界面所取代的过程称为润湿。 将液体滴在固体表面上，由于性质不同，有的会铺展开来，有的则粘附在表 面上称为平凸透镜状，这种现象称为润湿作用。 前者称为铺展润湿，后者称为粘附润湿。 如水滴在干净玻璃板上可以产生铺展润湿。 如果液体不粘附而保持椭球状，则称为不润湿。 试样准备 实验仪器：剪刀，接触角测量仪。 实验试样：将 HSDM SF608AA、 TF62 TF629C、 TF629B五种亲水剂分别配制成浓度为%、 %的溶液，放入烧杯。 将试样放入烧杯中，二浸二轧后，放入温度分别为 80、 1 140摄氏度的烘箱内 90s。 最后取出，放于标准大气压下 24小时。 实 验步骤 实验步骤：开机 — 调焦 — 加入样品 — 接样 — 冻结图像 — 量角法 嘉兴学院本科生毕业设计（论文） 6 毛细效应 实验原理 织物毛细效应测定是将一定规格的试样悬挂在支架上，下端浸入水中，液体即沿毛细管而上升一定高度。 可以用在一定时间内液体上升高度标示个 cm数。 试样准备 实验仪器：剪刀，直尺，铅笔，毛细效应测验仪。 实验试样：剪取 30cm 5cm的无纺布布条，在离开布条一端 1cm处画一水平线，并在此末端挂约 2g重锤。 实验步骤 将毛细效应测定仪安装并调整好水平，盘底内倒入水，调整页面与 标尺读数对齐。 将布条上端固定，使其下端沿笔线与标尺读数对齐，然后将横架连同标尺及试样一起下降，知道标尺读书零点与水平接触为止。 在 5min和 30min时记录液体上升的高度，最后娶平均值作为测量结果。 织物刚柔性测试 实验原理 在 YG（ B） 022D型自动硬挺度测试仪上，试样被作为均布再喝悬臂梁平直于工作台上通过驱动季候使其沿长度方向做匀速运动。 当试样被从工作平台上推出，因自重作用弯曲下垂，实验的头端接触与水平线呈。 倾角的斜面检测线时，测得伸长长度 L，计算得出抗弯长度和 抗弯刚度两个力学指标，根据抗弯刚度越大越难弯曲的原料，作为评价被测材料刚柔性能硬挺度的测试指标。 实验准备 实验仪器：剪刀、直。