答:1)多学科交叉。突破传统纺织原理,综合了纺织、化工、塑料、造纸以及现代物理学、化学等学科的知识。
2)装备智能化,劳动生产率高
3)工艺流程短,生产速度高,产量高。
4)可应用纤维范围广。
5)工艺变化多,产品用途广。
6)资金规模大,技术要求高。
2、试述纤维在非织造材料中的作用。
答:1)纤维形成非织造材料的基本结构。
2)纤维作为形成非织造材料的加固成分。
3)纤维形成非织造材料的粘合成分
3、梳理机的主要种类有那两种?各自特点及其主要差异是什么?
答:罗拉式梳理机和盖板式梳理机。(1)盖板式梳理点多,罗拉式梳理点少(2)盖
板式梳理属于连续式梳理,损伤纤维多,特别是长纤维,罗拉式梳理属于间歇式梳理,对长纤维损伤较少(3)盖板式梳理不仅除杂,还除去短纤维,罗拉式梳理基本上不会去除短纤维(4)盖板式梳理在盖板和锡林之间反复细微分梳纤维并混合,产量低。而罗拉式梳理的工作罗拉仅对纤维分梳、凝聚及剥取、返回,产量很高
4、气流成网原理是什么?
答:纤维经过开松、除杂、混合后喂入主梳理机构,得到进一步的梳理后呈单纤维状态,在锡林高速回转产生的离心力和气流的共同作用下,纤维从针布锯齿上脱落,由气流输送并凝聚在成网帘(或尘笼)上,形成纤网。
5、气流成网形成的杂乱纤网是如何形成的?请分析其原理。
答:由于纤维有一定长度,在文丘利管中,其头、尾端处于两不同截面,又因为文丘利管是一种变截面管道,且管道截面面积从入口到出口逐步扩大。因此纤维头、尾端速度是不同的,头端速度低于尾端速度,于是纤维产生变向,形成杂乱排列。
6、简述打浆的目的。
答:疏解作用:使纤维分散成单纤维。水化作用:单纤维吸水后润涨,使浆粕形成胶体状。分丝帚化作用:使纤维表面起毛,增加比表面,有利于纤维间缠结。混合作用:使不同纤维、粘合剂和化学助剂从分混合
7、湿法非织造材料与纸张有何异同?
答:原料来源:湿法非织造材料原料的原料来源只要满足长度要求的纤维即可,纸张
的原料来源是纤维素。纤维原料长度:湿法非织造材料 5-20mm,纸张1-4mm.工艺成形浓度:湿法非织造材料:0.01%-0.05%,纸张:0.1%-0.5%纤维间粘合方式:湿法非织造材料用粘合剂,纸张:自身氢键。产品性能:湿法非织造材料密度小,柔软,有一定湿强,纸张耐水性差,手感硬,无湿强
8、热粘合加固纤网的特点、基本原理。
答:工艺流程比较短、生产速度快、产品不带化学粘合剂、能耗低等特点、可以和其他工艺相匹配。基本原理:利用热塑性高分子聚合物材料这一特性,使纤网受热后部分纤维或热熔粉末软化熔融,纤维间产生粘连,冷却后纤网得到加固而成为热粘合非织造材料。
9、干燥目的
①去除切片水分②提高切片结晶度和软化点③干燥设备和工艺
10、熔体到达喷丝孔的细孔区域即孔流区,熔体出现的两个现象
答:①熔体的流速不同,靠近孔壁流速小,孔中心速度大,存在径向速度梯度
②由于熔体在孔中心速度很高,时间很短,在入口处产生的高弹形变未来得及消失。
11、传统非织造工艺流程:
开松→除杂→混合→梳理 →铺网→ 加固 →切边 →卷绕
聚合物挤压成网的工艺流程
聚合物切片 →切片烘燥→熔融挤压→纺丝 →冷却 → 牵伸 →分丝 →铺网→ 加固 →切边 →卷绕
聚合物挤压成网的工艺原理:聚合物切片送入螺杆挤压机,经熔融、挤压、过滤、计量后,由喷丝孔喷出,形成长丝,经气流冷却、牵伸、分丝后均匀铺放在凝网帘上,形成纤网,该纤网经热粘合、化学粘合或针刺加固后成为非织造材料。
12、纤维与非织造材料性能的关系?
答:(1)纤维表观性状对非织造材料性能的影响
①纤维的长度和长度分布:纤维长度长,纤维间抱合力增大,缠结点增多,非织造材料强度提高;纤维长度分布越窄,易于控制纤维,成网均匀性好
②纤维的线密度:纤维线密度小,制得非织造材料体积密度大,强度高,手感柔软
③纤维卷曲度:纤维卷取多,纤维间抱合力增大,成网时不易破网,均匀度好;纤维卷曲度高,从而增加纤维间滑移阻力,产品强度和弹性提高
④纤维界面形状:纤维界面异化程度越高,产品强度越大
⑤纤维的表面摩擦因数:纤维表面摩擦因数大,从而增加纤维间滑脱阻力,产品强度提高
(2)纤维物理机械性能和化学性能对非织造材料性能的影响
①纤维的机械性能:断裂伸长影响尺寸稳定性,不同种类的纤维,由于结构不同,影响程度不同;弹性模量小,对产品得手感、弹性、耐磨性影响越小,产品手感柔软
②纤维的吸湿性:纤维吸湿性过高,纤维易抱合在一起;纤维吸湿性过低,纤维易打断且易产生静电
③纤维的热学性能:软化点低,纤维多用于制造热熔性纤维
④纤维的静电效应:静电效应越明显,纤维易交缠在一起,成网均匀度差,不易成网
13、试讨论针刺深度和针刺密度对针刺非织造材料性能的影响。
答:①针刺深度的影响:在一定范围内,随着针刺深度的增加,钩刺带动的纤维移动的距离增加,纤维之间缠结更充分,产品的强度有所提高,但刺的过深,部分移动困难的纤维在钩刺作用下发生断裂,非织造产品强度降低,结构变松。②针刺密度的影响:针刺密度增大,纤维缠结程度增大,针刺非织造材料强度增强。但当针刺密度增大到一定程度时,纤维间损伤加剧,针刺非织造材料强度减弱。③针刺力的影响:针刺力为刺针穿刺纤网时受到的阻力。纤网中纤维越长,越细,纤维间摩擦因数越大,针刺力越大。但针刺力过大,一方面会损伤纤维,另一方面会使刺针断裂。
14、针刺加固原理:利用三角截面(或其它截面)棱边带倒钩的刺针对纤网进行反复穿刺。倒钩穿过纤网时,将纤网表面和局部里层纤维强迫刺入纤网内部。由于纤维之间的摩擦作用,原来蓬松的纤网被压缩。刺针退出纤网时,刺入的纤维束脱离倒钩而留在纤网中,这样,许多纤维束纠缠住纤网使其不能再恢复原来的蓬松状态。经过许多次的针刺,相当多的纤维束被刺入纤网,使纤网中纤维互相缠结,从而形成具有一定强力和厚度的针
刺法非织造材料。
15、水刺加固的基本原理:依靠高压水,经过水刺头中的喷水板,形成微细的高压水针射流对托网帘或纤网进行连续喷射,在水针直接冲击力和反射水流作用力的双重作用接下,纤网中的纤维发生位移、穿插、相互缠结抱合,形成无数的机械结合,从而使纤网得到加固。
16、超声波粘合的基本原理:一种新型的热粘合工艺技术,其将电能通过专用装置转换成高频机械振动,然后传送到纤网上,导致纤网中高分子聚合物纤维相互摩擦及纤维内部的分子运动加剧而产生热能,使纤维产生软化、熔融,从而使纤网得到粘合加固。
17、非织造材料的粘合机理
(1)吸附理论:分子在界面上相互吸引产生吸附力所致,原子间产生化学吸附,分子间产生物理吸附。
(2)扩散理论:相似相容,当粘合剂和被粘合的高聚物发生作用时,具有柔顺链状分子的热运动,链段相互扩散,使粘合剂和高聚物之间的界面消失,形成相互“交织”的牢固结合,粘合强度随着时间的增加而提高。
(3)化学键理论:在粘合过程中,粘合剂与被粘合物之间能生产化学键,和能较大的增加两界面间的相互作用,获得很强的粘合强度。界面生成的化学键越多,粘合强度越高。
(4)电子理论:将粘合剂与被粘合材料看成一个容器,由于两种不同物质之间的接触而充电,而要将这容器分开,即将粘合面死开,就将发生电容器的电荷分离,从而产生电
位差,此电位差逐步升高直至发生放电。
局限性:当纤维是金属时,电子理论不存在,对于高聚物体系粘合规律缺乏一定的说服力。
非织造工艺过程一般可分为以下四个过程:纤维/原料选择、成网、纤网加固、后整理。
非织造材料按成网方法分:干法成网、湿法成网、聚合物挤压成网
非织造材料按加固方法分:机械加固、化学粘合加固、热粘合加固
短纤维成网包括:干法成网 和 湿法成网
干法成网包括:梳理成网(机械成网)和 气流成网
梳理机的主要种类:罗拉式梳理机和盖板式梳理机。
针刺机基本结构:由送网机构、针刺机构、牵拉机构、
铺网的形式:平行式铺网、交叉式铺网、双帘夹持式铺网。
热轧粘合加固方式:表面粘合、面粘合、点粘合
螺杆挤压机作用:输送作用、熔融作用、混炼作用
牵伸形式:机械牵伸和气流牵伸
分丝方法:气流分丝法、静电分丝法和机械分丝法
非织造材料:定向或随机排列的纤维通过摩擦、抱合或粘合或者这些方法的组合而相互结合制成的片状物、纤网或絮垫
定向度:纤维沿单方向排列数量多少的程度。
杂乱度:纤维数量沿纤网各个方向排列的均匀程度。
针刺深度:针刺时刺针穿过纤网后伸出纤网的最大长度。
针刺密度:纤网单位面积内所受到的针刺数
克莱帕伦clapeyron效应:高聚物分子受压时熔融所需热量远比常压下多
入口效应:熔体从直径较大的空间挤入较小的孔隙,流动速度急剧增大,动能增加,并贮存一定弹性变形能
熔融指数(MFI):熔体在10min内通过标准毛细管的重量。
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