聚丙烯熔喷无纺布的发展现状与应用

       近年来，随着呼吸道传染病毒（如埃博拉病毒、SARS 病毒）等的大肆横行，公共卫生问题受到各界的重视。特别是 2020 年，新型冠状病毒在全球传播，对人类生命构成巨大威胁，医用口罩、防护服等成为防止病毒传播、保护人群健康的重要防护装备。

       不同用途或级别的防护口罩与服装采用的材料和制备方法不同，作为最高级别的医用防护口罩（如 N95）和防护服，采用 3～5 层无纺布复合而成，即 SMS 或 SMMMS 组合。这些防护用品里面重要的就是阻隔层，即熔喷无纺布层M（MelTbown），该层的纤维直径比较细，为 2～3 μm，它对防止细菌和血液的渗透起着至关重要的作用。该超细纤维布表现出良好的过滤性、透气性和吸附性，因此被广泛应用于过滤材料、保暖材料、医用卫生等领域。在突发性公共卫生事件的诱导下，国内外聚丙烯熔喷无纺布技术飞速发展。

       文中系统阐述了聚丙烯熔喷无纺布发展现状及应用。为深入研究该类产品提供参考。

       1、聚丙烯熔喷无纺布生产技术

       1.1、熔喷无纺布生产工艺

       熔喷无纺布生产流程一般是：

       高聚物树脂切片的喂入→熔融挤出→熔体杂质过滤→计量泵精确计量→喷丝→成网→切边卷绕→产品后加工。

       熔喷工艺原理是将聚合物熔体从模头喷丝孔挤出，形成熔体细流。同时，喷丝孔两侧的高速高温气流对熔体细流进行喷吹与拉伸，从而细化成细度只有 1～5 μm 的细丝，而后这些细丝被热气流拉断为 45 mm 左右的短纤维。为防止热气流将短纤吹散，设置真空抽吸装置（在凝网帘下方），以均匀收集高速热风拉伸形成的超细纤维。最后，它依靠自黏制成熔喷无纺布。

       1.2、主要工艺参数

       1.2.1、聚合物原料的性质

       包括树脂原料的流变性能、灰分、相对分子质量分布等。其中，原料的流变性能是最重要的指标，常用熔融指数（MFI）表示。MFI 越大，该材料的熔体流动性越好，反之越差。树脂原料的分子量越低，MFI 越高，熔体黏度越低，越适合牵伸不良的熔喷工艺。对聚丙烯来说，要求 MFI 在400～1800 g/10min 范围内。

       1.2.2、在线工艺参数

       在熔喷生产过程中，按照原料和产品的需求调节的参数，主要有：

       （1）熔体挤出量当温度恒定，挤出量增大，熔喷无纺布定量增加，强度相对提高（到达峰值后减小）。其与纤维直径成线性增加的关系，挤出量过多，纤维直径增大，根数减少且强度下降，黏合部位减少，引起并丝，故无纺布相对强力下降。

       （2）螺杆各区温度它不仅关系到纺丝过程的顺利与否，而且影响到产品的外观、手感和性能。温度过高，会出现“SHOT”块状聚合物，布面疵点增多，断纤维增加，出现“飞花”。温度设置不当会导致喷头堵塞、喷丝孔磨损，损坏设备。

       （3）拉伸热空气温度拉伸热空气温度一般用热空气速度（压力）表示，对纤维的细度产生直接影响。在其他参数相同的情况下，增大热空气速度，纤维变细，纤维间结点增大，受力均匀，强力增大，无纺布手感变得柔软光滑。但速度过大，易出现“飞花”，影响无纺布外观；降低速度，孔隙率增加，滤阻减小，但滤效变差。需要注意的是，热空气温度要与熔体温度相近，否则会产生气流，损坏箱体。

       （4）熔体温度熔体温度也叫熔喷模头温度，与熔体流动性息息相关。温度升高，熔体流动性变好，黏度降低，纤维变细且均匀性变好。....