熔喷工艺对聚合物熔体性能的要求

    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。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、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、乙烯一丙烯酸甲酯共聚物（EMA）、乙烯一醋酸乙烯共聚物（EVA）、聚氨基甲酸酯等。但是，聚丙烯是熔喷工艺应用最多的一种原料。

      影响熔喷工艺的主要原料参数有相对分子量及其分布、熔融流动指数、聚合物降解性能、切片形状、含杂等。

1．相对分子量及其分布与嫁融流劝指数

      原料的相对分子量及其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相对分子量低、相对分子量分布窄有利于熔喷纤网的均匀性。聚合物相对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。即聚合物相对分子量越低，MFI越高，熔体粘度越低，越适于熔喷工艺较弱的牵伸作用。

      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相对分子量大小。

      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。最早应用的是普通纤维级聚丙烯原料，其相对分子量高，MFI较低，通常只有12。该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。随着科技的进步，MFTI为12的聚丙烯很快就为MHI35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，提高产量，减少能耗，同时给选用添加剂以更大的灵活性。

      美国熔喷工艺常用的聚丙烯切片的MFI达到400、800、1200等，我国尚未批量生产，仍依赖于进口。聚丙烯切片的MF∏I越高，则熔喷时能耗越小。MFI800与MFI30相比，能耗约

降低25％。

      如要求熔喷法非织造布的强度高，一般可使用MFI30～35的聚丙烯切片，但生产能耗要高一些。对于吸油材料以及保暖材料等，仅考虑纤维细度的话，可使用高MFI的切片，可提高产量，降低能耗。子量分布越集中，大分子的相对分子量均等性越好，越容易均匀受热、熔融并得到均匀的纤网，因此，熔喷工艺要求聚合物原料的相对分子量分布尽量集中。

2．聚令降解性能

     聚合物降解有助于修正聚合物熔体粘度和相对分子量分布。通常有三种降解方式：化学降解、机械剪切降解和热降解。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、热量和熔体滞留时间均可达到机械剪切降解和热降解的目的。

     对于聚合物熔体来说，要求发生均匀降解，避免聚合物熔体降解不一致而造成粘度不均匀，相对分子量分布离散。同时还要求不能过度降解解。

3．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，可有效延长喷头模头更换周期，减少能耗，降低产品生产成本。