聚乳酸无纺布亲水处理及其性能测试和分析毕业论文

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1、嘉兴学院本科生毕业设计（论文）题 目 聚乳酸无纺布亲水处理及其性能测试和分析 16诚 信 声 明我声明，所呈交的论文（设计）是本人在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我查证，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文（设计）中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得嘉兴学院或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。我承诺，论文（设计）中的所有内容均真实、可信。论文（设计）作者签名： 签名日期：2013年5月10日授 权 声 明学校有权保留送交论文（设计）的原件，允许论文（设计）被查阅和借阅，学校可以公布论文（设计）的全部或部分内容，可以影印、缩印或其他复制手段保存论文（设

2、计），学校必须严格按照授权对论文（设计）进行处理，不得超越授权对论文（设计）进行任意处置。论文（设计）作者签名： 签名日期：2013年5月10日聚乳酸无纺布亲水处理及其性能测试和分析 摘要：本文概述了聚乳酸纤维的性能和特点，阐述聚乳酸水刺无纺布和纺粘无纺布的加工流程，同时介绍了聚乳酸在医疗卫生材料领域的应用状况。聚乳酸非织造材料的力学性能和加工性能好，可加工成各色各样的制品，应用在用即弃卫生用品中也将是世界可持续发展的必然要求。但是由于聚乳酸亲水性能差，限制了聚乳酸材料的大规模生产。采用工厂生产的二种不同的PLA无纺布进行亲水处理，对亲水剂种类、用量、亲水处理工艺进行实验性筛选，同时与没有经过

3、亲水处理相同克重的PLA水刺和纺粘无纺布性能测试结果进行对比和分析，进而得出最优的亲水处理试剂和工艺。关键词：聚乳酸；无纺布；亲水性；性能 Polylactic acid non-woven hydrophilic treatment and its performance testing and analysis Abstract: This article outlines the performance and features of the polylactic acid fiber ,manufacturing processes of spunlace polylactic aci

4、d non-woven and spunbond nonwoven , and applications of polylactic acid in the field of health materials. Polylactic acid non-woven materials have good mechanical properties and processing performance. It can be processed into different kinds of products ,which be used in disposable hygiene products

5、 will also be the inevitable requirement for a sustainable world. However, due to poor hydrophilic properties of polylactic acid, which limits the large-scale production of a polylactic acid material. On this basis, using the factory production of two different types of PLA nonwoven fabric,we make t

6、hem hydrophilic treatment. We make experimental screening for hydrophilic agent type and amount of the hydrophilic treatment .At the same time ,we compared it with no hydrophilic treatment of PLA spunlace and spunbond nonwoven，s performance test results and analysis, and then come to the best hydrop

7、hilic treatment reagents and processes.Keywords: polylactic acid; non-woven; hydrophilic; performance目 录1 绪 论1 1.1 前言1 1.2 聚乳酸纤维1 1.2.1 聚乳酸纤维简介.11.2.2 聚乳酸纤维性能21.3 聚乳酸非织造布工艺和应用31.3.1 纺粘法聚乳酸非织造布31.3.2 聚乳酸水刺无纺布31.3.3 医疗卫生领域的应用41.4 本课题研究的意义42 实验部分5 2.1 回潮率.5 2.1.1 实验原理.52.1.2 实验准备52.1.3 实验步骤52.2 接触角性能测试

8、52.2.1 实验原理52.2.2 试样准备52.2.3 实验步骤52.3 毛细效应52.3.1 实验原理52.3.2 试样准备62.3.3 实验步骤62.4 织物刚柔性测试62.4.1 实验原理62.4.2 实验准备62.4.3 实验步骤62.5 织物透气性实验62.5.1 测试原理62.5.2 试样准备62.5.3 实验步骤62.6 透湿性测定72.6.1 实验原理72.6.2 实验准备72.6.3 实验步骤72.7 拉伸强力测定72.7.1 实验原理72.7.2 实验准备72.7.3 实验步骤73 实验结果分析8 3.1 回潮率. 83.2 接触角结果分析83.3 芯吸高度结果分析93.

9、4 刚柔性测试结果分析103.5 透气性测试结果分析113.6 透湿性测试分析123.7 拉伸强力测试分析124 分析总结14参考文献15致谢161 绪 论 1.1 前言随着石油资源的匮乏，人们环保意识的提高,天然生物降解高分子材料引起了全世界的关注。聚乳酸作为一种可降解的新型材料，具有良好的生物降解性、生物相容性、和生物可吸收性1。使用后，在土壤和水中能被微生物完全降解成水和二氧化碳，对人体无毒无害，对环境无污染。聚乳酸纤维是由可再生的玉米、小麦等淀粉原料发酵而转变成乳酸，再经过聚合、溶液或熔融纺丝而制成的纤维，是第一个完全可再生的人造纤维，具有天然纤维与合成纤维的双重特点。聚乳酸纤维是实现

10、工业化生产的一种新型环保纤维,具有来源丰富、可生物降解、物理机械性能和加工性能优良等优点。由聚乳酸纤维制成的布料具有手感柔软、光泽亮丽、悬垂性、吸水性和抗皱性好，穿着舒适,并具有抗紫外线和导湿的作用,且能释放人体气味等特性，是一种非常理想的面料。聚乳酸纤维性能优越, 有极好的悬垂性、滑爽性、吸湿透气性、良好的耐热性及抗紫外线功能, 并富有光泽和弹性, 可作服装面料、家用装饰材料、医用材料、非织造布材料、可生物降解的包装材料等2-4 。然而, PLA的均聚物存在不少缺陷。PLA属聚酯,亲水性差,降低了其生物相容性。本文选用五种亲水剂，如HS-DM-1、SF-608AA、TF-629、TF-629

11、C、TF-629B，对两种聚乳酸无纺布进行亲水处理，以改善其亲水性。通过芯吸高度、伸长长度、抗弯长度、抗弯刚度、透气率等评价指标衡量其亲水性的大小。 1.2 聚乳酸纤维1.2.1 聚乳酸纤维简介聚乳酸纤维(PolylacLic Acid Fiber.简称PLA)是由玉米、小麦、马铃薯等淀粉原料经发酵转变成乳酸，乳酸经缩合反应合成低分子量聚乳酸, 再利用耦合剂将低分子量的聚乳酸聚合成具有良好机械物性的较高分子量聚乳酸,再通过化学改性将其物理性质提高并使其纤维化。再经过溶液或熔融纺丝制成的纤维5。熔融纺丝时,采用分子量比较高的聚乳酸,先将PLA切片进行真空干燥后,然后在氮气保护下通过螺杆挤压机喷丝

12、制得,成丝后以118210km/min的速度进行卷绕,然后将初生纤维在热板上双区拉伸进行拉伸热定形, 最后根据产品要求制成长纤、短纤6。聚乳酸纤维是第一个完全可再生的人造纤维，兼有天然纤维和合成纤维的特点。商业化生产的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

13、。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。图1-1聚乳酸纤维生态循环图 1.2.2 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/cm-3）1.271.381.54熔点（）175260/玻璃化温度（）5770/标准状态吸

14、湿率（%）0.60.48.5燃烧热（KJ*g-1）18.8423.03/断裂强度（CN/dtex）4.0-4.94.0-4.93.0-4.9伸长度（%）3030/染料种类分散染料分散染料活性染料染色温度（）10013080聚乳酸纤维具有的突出优点如下12-15：(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

15、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:232416;，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

16、竭。 1.3 聚乳酸非织造布工艺和应用 1.3.1 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

17、: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。 1.3.2、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

18、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

19、前景。1.3.3、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

20、发展中具有广泛的应用前景。1.4 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

21、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。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/m

22、2 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HS-DM-1、SF-608AA、TF-629、TF-629C、TF-629B五种亲水剂分别配制成浓度为0.3%、0.5%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、110、140摄氏度的烘箱内90s。最后取出，放于标准大气压下24小时。 2.1 回潮率 2.1.1 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。 2.1.2 实验准备实验仪器：剪刀、直尺、烘箱、天平

23、。实验试样：量取30cm30cm的聚乳酸纺粘无纺布和水刺无纺布。 2.1.3 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。2.2 接触角性能测试 2.2.1 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。2.2.2 试样准备实验仪器：剪刀，接触角测量仪。实验试样：将HS-DM-1、SF-

24、608AA、TF-629、TF-629C、TF-629B五种亲水剂分别配制成浓度为0.3%、0.5%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、110、140摄氏度的烘箱内90s。最后取出，放于标准大气压下24小时。 2.2.3 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2.3 毛细效应2.3.1 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。 2.3.2 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30cm5cm的无纺布布条，在离开布条一

25、端1cm处画一水平线，并在此末端挂约2g重锤。 2.3.3 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。 2.4 织物刚柔性测试 2.4.1 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41.5。倾角的斜面检测线时，测得伸长长度L

26、，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。 2.4.2 实验准备实验仪器：剪刀、直尺、YG（B）022D型自动硬挺度测试仪。实验试样：从未处理和经过亲水整理的聚乳酸无纺布中裁出25cm2.5cm的布条。 2.4.3 实验步骤选用正反面测试法，将实验条放上工作台，点击测试。 2.5 织物透气性实验 2.5.1 测试原理在规定的压差下，测定单位时间内垂直通过试样的空气流量，推算织物的透气性。本实验是将试样夹持在织物透气仪的进气孔上，通过设定织物两面的压差，调整流量孔径的大小，测量流过试样的空气流量。当压差一定时，其流量孔径越

27、大，单位时间流过的空气量也越大；当测试试样的面积大小不同时，同样的压力差所对应的空气流量不同，试样面积越大，同样的压力差所对应的空气流量越大。 2.5.2 试样准备实验仪器：电脑式透气测试仪。实验试样：剪裁后剩下的无纺布。 2.5.3 实验步骤选用16号喷气嘴，将试样放上工作台测试。 2.6 透湿性测定 2.6.1 实验原理把盛有吸湿剂或水，并封有织物试样的透湿杯放置于规定温度和湿度的密封环境中，根据一定时间内透湿杯（包括试样和吸湿剂或水）质量的变化计算出透湿量。公式：WVT=(24*m)/(s*t) 式中：WVT每平方米每天（24h）的透湿量，g/(m2.d); m同一试验组合体两次称重之差

28、，g; s试样试验面积，m2; t试验时间，h。 2.6.2 实验准备 实验仪器：YG601/型电脑式织物透湿仪 、透湿杯、烘箱、硅胶干燥器、垫圈、压环实验试样：未亲水处理的纺粘法和水刺法聚乳酸无纺布；处理温度为80，浓度为0.3%的HS-DM-1处理的纺粘法聚乳酸无纺布；处理温度为110，浓度为0.5%的TF-629处理的水刺法聚乳酸无纺布。 2.6.3 实验步骤将吸湿剂无水氯化钙在烘箱中干燥3小时，将干燥后的吸湿剂装入透湿杯内，试样测试面朝上放在透湿杯上，装上垫圈和压环，组成试验组合体，放入试验箱内，平衡0.5小时，盖上杯盖，在硅胶干燥器中平衡30分钟，称量，除去杯盖放入试验箱内，经1小时

29、取出，称量。 2.7 拉伸强力测定 2.7.1 实验原理规定尺寸的试样以恒定伸长速率被拉伸直至断脱，测试它能承受的最大力，记录断裂强力、断裂伸长、断脱强力及断脱伸长率等数据。 2.7.2 实验准备实验仪器：YG(B)026H型电子织物强力机、剪刀、直尺、玻璃杯实验试样：未亲水处理的纺粘法和水刺法聚乳酸无纺布；处理温度为80，浓度为0.3%的HS-DM-1处理的纺粘法聚乳酸无纺布；处理温度为110，浓度为0.5%的TF-629处理的水刺法聚乳酸无纺布。2.7.3 实验步骤在每种无纺布的纵横向各剪取3条5cm*30cm将夹持距离调整为与设定值一致，200mm，选用相应的预张力夹，2N,在液晶屏上根

30、据要求，设定试验参数，夹好试样，开始测试，结果取平均值。3 实验结果分析3.1 回潮率 回潮率测试结果如下：表3-1 聚乳酸无纺布的回潮率烘干前烘干后回潮率平均值纺粘4.14704.13910.00190860.00164.06034.05310.00177654.0534.04760.0013341烘干前(g)烘干后(g)回潮率平均值水刺9.07499.04480.00332790.00319.34729.32030.00288626.50286.48210.0031934无纺布的回潮率能够反映其吸湿程度，纺粘法聚乳酸无纺布回潮率为0.16%左右，而水刺法聚乳酸无纺布回潮率约为0.31%，水

31、刺法聚乳酸无纺布的回潮率比纺粘法聚乳酸无纺布大0.15%，说明水刺法无纺布的吸湿性比纺粘法好，加工工艺的不同也会影响无纺布的回潮率。回潮率的大小对纺织材料的物理机械性质，如强力、伸长率、比重，以及纺织工艺都有影响。 3.2 接触角结果分析 接触角测试结果如下： 纺粘法聚乳酸无纺布 水刺法聚乳酸无纺布亲水整理后的无纺布图3-2-1中，纺粘法聚乳酸无纺布接触角为121度，水刺法聚乳酸无纺布的接触角为104度。在图3-2-2中，水滴滴在亲水整理后的无纺布上，瞬间就被吸收了。无纺布表面无液滴，测不出接触角。液滴完全铺展润湿在无纺布上。 3.3 芯吸高度结果分析 纺粘法聚乳酸无纺布毛细效应测试结果如下：

32、表3-3-1 纺粘法聚乳酸无纺布芯吸高度温度时间亲水剂（浓度0.3%）无HS-DM-1SF-608AATF-629TF-629CTF-629B805min07.84.54.866.230min09.34.95.886.91105min17.37.17.176.230min18.5887.87.11405min077.2555.930min09865.26.4温度时间亲水剂（浓度0.5%）无HS-DM-1SF-608AATF-629TF-629CTF-629B805min07.25.5756.830min07.66.27.36.271105min16.66.26.26.26.530min17.5

33、6.46.47.26.61405min06.56.75.96.27.330min087.16.177.8毛细效应能够准确地反应织物的吸湿情况，芯吸效应是半成品的主要质量指标之一。在表3-1中，5min代表瞬时毛效，30min代表毛效。毛细效应能够直接反映无纺布的亲水性能，在使用亲水剂处理无纺布之后，芯吸高度有了明显的提高。 由于聚乳酸是聚酯类化合物，聚乳酸无纺布表面有疏水基团，所以未亲水整理的无纺布芯吸高度几乎为0。当亲水剂处理聚乳酸无纺布时，亲水剂的疏水基和无纺布表面结合，亲水基团朝外。连续的亲水基团在非织造布表面形成一层亲水薄膜，降低了接触角，提高了其吸湿性能，从而改善了聚乳酸无纺布的亲水

34、性。当亲水整理液的浓度为0.3%时，处理温度为80，最大是HS-DM-1，芯吸高度为9.3cm；处理温度为110，亲水剂HS-DM-1的芯吸高度最高，为8.5cm；处理温度为140，亲水剂HS-DM-1的芯吸高度也是最高的，为9cm；所以亲水整理液是0.3%，处理温度为80，亲水性最好，芯吸高度为9.3.当亲水整理液的浓度为0.5%时，亲水剂HS-DM-1的芯吸高度最好，在80、110、140的芯吸高度分别为7.6cm、7.5cm、8cm。浓度为0.3%，温度为80时，亲水剂HS-DM-1的芯吸高度比浓度为0.5%，温度为140的高出1.3cm.所以纺粘法聚乳酸无纺布的处理工艺为整理液浓度为0

35、.3%，温度为80时，芯吸高度最高。水刺法聚乳酸无纺布毛细效应测试结果如下： 表3-3-2 水刺法聚乳酸无纺布芯吸高度温度时间亲水剂（0.3%）无HS-DM-1SF-608AATF-629TF-629CTF-629B805min2.511.11110109.930min313.613.510.211.512.51105min3.79.599.78.8930min4.51110.51311.810.61405min111.79.510.18.38.530min1.412.210.5139.410.7温度时间亲水剂（0.5%）无HS-DM-1SF-608AATF-629TF-629CTF-629B

36、805min2.5118.510.89.49.530min313.510.513.210.211.11105min3.710.58.511.29.29.630min4.511.59.814.510.811.51405min19.9810.88.69.430min1.412.8913.210.910.7由表3-3-2可知，未经过亲水处理的水刺法聚乳酸无纺布具有一定的吸水性，比未处理的纺粘法无纺布的亲水性高。在经过亲水处理后，水刺无纺布的亲水性也好了很多。当浓度为0.5%，温度为110时，亲水剂处理的水刺无纺布的芯吸高度为14.5cm；温度为110时，浓度为0.3%,亲水剂TF-629处理的水刺无

37、纺布的芯吸高度为13。而浓度为0.3%，温度为80时，亲水剂HS-DM-1的芯吸高度为13.6。所以最佳温度是110，最佳浓度0.5%，最佳亲水剂TF-629。3.4 刚柔性测试结果分析纺粘法和水刺法聚乳酸无纺布刚柔性测试结果如下： 表3-4-1纺粘法聚乳酸无纺布抗弯刚度浓度0.30%0.50%亲水剂8011014080110140无170.75223.5285.5HS-DM-130.2581.561.25583965.25SF-608AA67.257370.565.2794.2579.5TF-62985.75113.2598.7558.593.7592TF-629C160.75145.251

38、42.7590140.5114.5工厂用92.7574.25138.25132.3771134.5 表3-4-2水刺法聚乳酸非织造布抗弯刚度 浓度0.30%0.50%亲水剂8011014080110140无139.25154.5214.75HS-DM-167.257370.574.7562.5160SF-608AA137.75103.25132132103147.75TF-62966.7594.2579.579.2550.5108TF-629C11977.5105.25132.25132.25116.25TF-629B11910210597116109.5织物的刚柔性是指织物的抗弯刚度和柔软度

39、。抗弯刚度常用来评价它的相反特性柔软度。经过亲水处理后，聚乳酸无纺布的抗弯刚度发生明显的降低，使得无纺布变得更加的柔软。无纺布的抗弯刚度变小，它的悬垂性也会变好。若用于内衣服装材料，将会满足人体贴身与舒适的需要。由表可是，纺粘法和水刺法聚乳酸无纺布的抗弯刚度，随着处理温度的升高，抗弯刚度逐渐变大。聚乳酸纤维对温度的变化十分敏感，抗弯刚度逐渐变大，可能是因为温度过高使得聚乳酸无纺布变形而表面发硬。所以抗弯刚度变大。而纺粘法和水刺法聚乳酸无纺布在经过亲水整理后，抗弯刚度都会变小。这可能是由于在所有的亲水剂里，HS-DM-1的浓度为0.3%，处理温度为80时，无纺布的抗弯刚度越小，无纺布越易弯曲。浓

40、度为0.5%，处理温度为110时，TF-629处理的无纺布抗弯刚度越最小，无纺布最易弯曲，柔软性最好。 3.5 透气性测试结果分析 纺粘法和水刺法聚乳酸无纺布透气性测试结果如下：表3-5-1 纺粘法聚乳酸无纺布透气率浓度0.30%0.50%亲水剂8011014080110140无506.387596.95533.577HS-DM-1131.203297.407314.84312.54144.8175385.237SF-608AA427.237431.38422.183413.467463.123459.587TF-629402.013474.127437.223387.933414.27345

41、7.59TF-629C329.257364.337447.39459.327502.03522.563TF-629B373.997365.5406.803317.37362.53369.66 表3-3-2 水刺法聚乳酸无纺布透气率浓度0.30%0.50%亲水剂8011014080110140无163.81131153.02HS-DM-1111.35112109.95107.33130.26110.77SF-608AA108.44113118.58116.02109.83130.6TF-629114.95114116.42116.4299.88108.55TF-629C123.76115123.

42、42121.99108.31120.2TF-629B123.77116124.47133.41120.63133.77空气通过织物的能力成为织物的透气性。它直接影响到织物的服用性能。如夏天用的织物需要有较好的透气性，而冬天的外衣透气性应该较小，以保证衣服有良好的防风性能，防止热量的散发。非织造织布的透气性决定于纤维性质、纤维在织物中分布结构、织物厚度和体积重量等因素有关。从图中可以看出，纺粘法聚乳酸无纺布的透气性比水刺布大，这是由于水刺布较厚，空隙比纺粘布要小。经过亲水处理后，纺粘法和水刺法聚乳酸无纺布的透气率都会发生降低。亲水剂覆盖在无纺布上，形成一层亲水薄膜，会堵住无纺布的空隙，所以透气性

43、会下降。而在处理温度为80，浓度为0.3%时，HS-DM-1处理的纺粘法聚乳酸无纺布透气率最低。水刺法聚乳酸无纺布在温度为110，浓度为0.5%时，TF-629处理的无纺布透气率最低。 3.6 透湿性测试分析透湿性实验结果如下表：表4-5 四种材料的透湿性实验材料第一数据（g）第二数据（g）m(g)透湿量(g/m2*h)未处理纺粘195.038195.9730.9355833.875 纺粘193.784194.7750.9916183.284 未处理水刺191.508192.320.8495297.283 水刺198.471199.4921.0216370.467 在上述实验结果的基础上选择出

44、最好的亲水整理工艺，分别对纺粘法和水刺法聚乳酸无纺布进行处理；与未经过亲水整理的无纺布进行对比分析。透湿性是服装面料的重要指标，它和面料的热舒适性、湿舒适性有密切关系。透湿量越大，透湿性就越好。表中透湿量从大到小排列为：水刺，纺粘，未处理纺粘，未处理水刺。未处理时，纺粘无纺布透湿性好，而亲水处理后水刺的透湿性是最好的，可能是由于水刺布克重大，亲水剂处理后吸收的亲水剂较多，所以它的透湿性更好些。未处理纺粘，未处理水刺的透湿性不如水刺，纺粘。纺粘法和水刺法聚乳酸无纺布经过亲水整理后，透湿性会提高。 3.7 拉伸强力测试分析试样1、2、3、4是指80，未经过亲水整理的纺粘法聚乳酸无纺布、处理温度为8

45、0，浓度为0.3%的HS-DM-1处理的纺粘法聚乳酸无纺布、110，未经过亲水整理的水刺法聚乳酸无纺布、处理温度为110，浓度为0.5%的TF-629处理的水刺法聚乳酸无纺布。 纵横向拉伸强力如下：试样方向断裂强力断裂伸长断裂伸长率断脱强力断脱伸长断脱伸长率(cN)(mm)(%)(cN)(mm)(%)1MD448.87 33.20 16.60 92.14 36.48 18.24 CD254.47 36.19 18.10 100.70 41.86 20.93 2MD363.63 33.51 16.76 101.95 37.33 18.67 CD200.67 36.30 18.16 100.91

46、44.45 22.23 3MD684.53 92.93 46.47 43.87 97.33 48.67 CD866.40 96.14 48.07 77.82 101.66 50.83 4MD622.38 103.39 51.70 56.41 111.25 55.63 CD794.11 95.95 47.98 92.34 102.97 51.49 无纺布在使用过程中，受到各种不同的物理、机械、化学作用而逐渐遭到破坏。在一般情况下，机械力的作用是主要的。拉伸强度是评定服装材料内在质量的重要指标之一。纺粘法聚乳酸无纺布的纵向断裂强力大于横向；而水刺无纺布的纵向小于横向。经过亲水整理后，纺粘法和水刺法

47、聚乳酸无纺布的纵横向断裂强力都会下降。纺粘法无纺布纵向下降85.24cN，横向下降53.8cN。水刺法无纺布纵向下降62.15cN，横向下降72.29cN。断裂伸长率是指材料被拉断后伸长的长度与原长的比值，以百分比表示。可以看到，断裂伸长率与断裂强力不成正比，那是因为断裂伸长率的大小，主要取决于材料的柔顺性，它的内部结构也有影响。纺粘法和水刺法纵横向断裂伸长率相近。4 分析总结对30g/m2 纺粘法聚乳酸无纺布，80g/m2水刺法聚乳酸无纺布进行亲水整理，整理剂种类有HS-DM-1、SF-608AA、TF-629、TF-629C、TF-629B，整理液浓度为0.3%、0.5%，处理温度为80、

48、110、140。对未整理和亲水整理的无纺布测试其接触角、芯吸高度、刚柔性、透气性。选择出最优的亲水整理工艺，再分别对纺粘法和水刺法聚乳酸无纺布进行处理，对其测试透湿性和拉伸强力实验，最后与未处理无纺布对比。实验结果如下：（1）接触角：未处理聚乳酸无纺布表面润湿性差，而经过亲水整理的表面为铺展润湿。（2）芯吸高度：纺粘法聚乳酸无纺布的处理工艺为整理液浓度为0.3%，温度为80时，芯吸高度最高；当温度为110，浓度为0.5%时，亲水剂TF-629处理的水刺无纺布亲水性最好。（3）刚柔性：在所有的亲水剂里，HS-DM-1的浓度为0.3%，处理温度为80时，无纺布的抗弯刚度越小，无纺布越易弯曲。浓度为

49、0.5%，处理温度为110时，TF-629处理的无纺布抗弯刚度越最小，无纺布最易弯曲，柔软性最好。（4）透气性：而在处理温度为80，浓度为0.3%时，HS-DM-1处理的纺粘法聚乳酸无纺布透气率最低。水刺法聚乳酸无纺布在温度为110，浓度为0.5%时，TF-629处理的无纺布透气率最低。（5）透湿性：经过亲水整理后，纺粘法和水刺法聚乳酸无纺布的透湿性都得到了明显的提高。（6）拉伸强力：纺粘法聚乳酸无纺布的纵向断裂强力大于横向；而水刺无纺布的纵向小于横向。经过亲水整理后，纺粘法和水刺法聚乳酸无纺布的纵横向断裂强力都会下降。参考文献1Lunt J. Large-scale production,

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