聚合物切片原料的性能与熔喷工艺密切相关，主 要的参数有： • 聚合物种类 • 分子量及其分布 • 聚合物降解性能 • 切片形状 • 含杂
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第九章 熔喷法工艺 §9-1 熔喷工艺应用的原料
1、聚合物种类 聚合物种类不同时，分子结构差异很大，决定了
熔点及流变性能的不同。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、原料干燥艺的特点： • 能耗大 • 超细纤维纤网结构 • 过滤、阻菌、吸附方面有突出的优点 • 纤维取向度较差 • 纤维强力低
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第九章 熔喷法工艺 §9-1 熔喷工艺应用的原料
一、熔喷工艺对聚合物熔体性能的要求 从理论上讲，凡是热塑性聚合物切片原料均可用
于熔喷工艺。聚丙烯是熔喷工艺应用最多的一种切片 原料，除此之外，熔喷工艺常用的聚合物切片原料有 聚酯、聚酰胺、聚乙烯、聚四氟乙烯、聚苯乙烯、 PBT、EMA、EVA、聚氨基甲酸酯等。
分子量分布越集中，大分子的分子量均等性好，
便于均匀受热、熔融并得到均匀的纤网，因此，熔喷 工艺要求聚合物原料的分子量分布尽量集中。
3、聚合物降解性能
聚合物降解有助于修正聚合物熔体粘度和分子量
分布。通常有三种降解方式：化学、机械剪切和热降
解。聚合物熔喷时或熔喷前，可采用氧或过氧衍生物
来实现化学降解，增加挤压速率、热量和熔体滞留时
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 热空气温度 干燥工艺
烯烃类
较高
较高
一般不需要
酯类
较低
较低
需要
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第九章 熔喷法工艺 §9-1 熔喷工艺应用的原料
烯烃类聚合物原料(如聚丙烯)的聚合度较高，因 此加热温度高于其熔点100℃以上方能顺利熔喷，而聚 酯加热温度稍高于其熔点就可熔喷。烯烃类聚合物原 料几乎不含水，因此熔喷时一般不需要干燥。而聚酯 中含有微量水分，加热后由于水分的存在会导致酯类 的水解，产生不利于非织造布产品质量的副反应物， 因此必须进行切片干燥。 2、分子量及其分布
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第九章 熔喷法工艺 §9-1 熔喷工艺应用的原料
通常，聚丙烯、聚乙烯及其共聚物在熔喷工艺设
计时主要考虑MFI。而其他热塑性高聚物熔喷时考虑 用熔体粘度或特性粘度来反映原料的分子量大小。
采用MFI较低的聚丙烯原料可生产出强力较高的熔 喷法非织造布。但目前的趋势是采用较高的MFI切片
原料，这样可提高产量，降低加热温度，从而降低能 耗。
第九章 熔喷法工艺
§9-1 熔喷工艺应用的原料 §9-2 熔喷工艺原理与过程 §9-3 熔喷设备 §9-4 熔喷产品性能与应用 §9-5 熔喷工艺理论与进展
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第九章 熔喷法工艺
发展简况： 熔喷法工艺是聚合物挤压法非织造工艺中的一种，起源
于20世纪50年代初。 1951年，美国Arther.D.Littll’Inc公司开始研究用气流
间均可达到机械剪切降解和热降解的目的。
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第九章 熔喷法工艺 §9-1 熔喷工艺应用的原料
对于聚合物熔体来说，要求均匀发生降解，避免 聚合物熔体降解不一致而造成粘度不均匀，分子量分 布离散。同时还要求不能过度降解。 4、含杂
熔喷工艺所用的模头的喷丝孔直径较小，若聚合 物原料含杂多，易引起喷丝孔堵塞。因此，改善聚合 物切片原料生产环境，优化切片生产工艺，降低切片 含杂量，可有效延长熔喷模头更换周期，减少耗能， 降低产品生产成本。
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第九章 熔喷法工艺
从20世纪80年代开始，熔喷法非织造布增长迅速，保持 了10～12％的年增长率。1990年全世界已有70多条熔喷 生产线，年产量达到5万吨以上。美国的Kimble-clark公 司为了克服熔喷法非织造布强力低的缺点，开发了熔喷 非织造布与纺丝成网非织造布叠层材料，即SMS复合材 料，大量应用于手术服、过滤材料等，有力地推动了熔 喷非织造布的发展。随着复合技术的应用和熔喷法非织 造布的应用开发，目前，世界熔喷法非织造布的年产量 已超过10万吨。
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第九章 熔喷法工艺
我国熔喷非织造工艺的发展情况 我国熔喷法非织造工艺研究始于20世纪70年代中期，
80年代中后期，熔喷法非织造布在我国得到推广应用， 主要产品有过滤材料、吸油材料、保暖材料、电池隔膜 等。我国现有熔喷法非织造布生产线60多条，其中引进 1.5m~2.5m幅宽生产线6条，其余为国产间歇式生产线， 生产能力为1万吨/年。由于间歇式与连续式熔喷非织造 布产品相互间具有不可替代性，因此两种工艺方法仍将 相辅相成。
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。聚合物分子量大小与其熔 融流动指数(MFI)成反比，与聚合物熔体的熔融粘度成 正比。也即聚合物分子量越低，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。
喷射－静电纺丝法生产聚苯乙烯超细纤维非织造布，取 得了相关美国专利。
美国海军实验室研究并开发用于收集上层大气中放 射性微粒的过滤材料，1954年发表研究成果。 20世纪60年代中期，美国ESSO公司(今Exxon公司)进一 步对这一工艺进行改进，并取得了相关的美国专利。 20世纪80年代后期，由于熔喷法非织造布市场的开发， 一些非织造布机械制造商开始参与熔喷法生产设备的制 造，其中有美国的Accurate公司和J & M公司，德国的 Reifenhaeuser公司等。
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第九章 熔喷法工艺 §9-1 熔喷工艺应用的原料
二、常用原料 1、聚丙烯(PP)
聚丙烯是熔喷工艺应用最多的一种聚合物。熔喷 工艺最早应用的是普通纤维级聚丙烯原料，其分子量 高，MFI较低，通常只有12g/10min。该种聚丙烯在熔 喷时必须借助于螺杆挤出机的高温和剪切作用来降解。
随科技的进步，MFI为12的聚丙烯很快就为MFI35 的所取代，同时出现了专为熔喷工艺所用的聚丙烯， 其MFI高达1500。聚丙烯MFI的提高，可降低螺杆挤出 机的工作温度，提高熔体流动速率，有利于减少过度 降解聚合物的形成，延长熔喷模头寿命，减少能耗， 同时给选用添加剂以更大的灵活性。