双组分纺粘水刺是将双组分纺粘工艺与水刺工艺相结合的一种非织造材料生产技术,它通过螺杆挤出机将两种聚合物熔融,经过滤计量后从喷丝孔挤出形成双组分纤维;双组分纤维经冷却牵伸后铺网,最后双组分纤网经水刺开纤和缠结形成超细纤维非织造材料。纺粘水刺技术是直接从聚合物到非织造材料,所以其生产效率高,而且其产品具有良好的性能,可广泛应用于过滤材料、擦拭材料和人造革等领域。虽然国内有两家企业实现了双组分纺粘水刺非织造材料的投产,但生产工艺的探索仍然处在起步阶段。本文以聚酯和聚酰胺6切片为原料,通过纺粘水刺设备制备了中空双组分纤维和双组分超细纤维非织造材料。首先研究了原料的熔融指数、热稳定性以及流变性能;同时重点研究了纺粘过程中牵伸气流压力对双组分纤维热性能、结晶性能、取向结构、表面形貌以及拉伸性能的影响;最后研究了面密度、PET/PA6配比以及水刺能量对双组分超细纤维非织造材料表面形貌、厚度、孔径分布、过滤性能、拉伸性能和撕裂性能的影响,研究结果表明:1.PET和PA6切片的熔融指数随着温度的升高而增大,但PET熔体的流动性要好于PA6熔体;PET和PA6熔体都是假塑性流体,其表观粘度随着剪切速率的增大而减小,在同一剪切速率下,随着温度的升高而减小;在低剪切速率时,PET和PA6熔体表观粘度随剪切速率增大而快速下降,当剪切速率增大到一定程度后,熔体表观粘度变化趋势减小。2.PET组分的熔点随着牵伸气压的增大而升高,而PA6组分熔点随气压增大基本不变;当牵伸气压大于1.5 Bar时,PET组分有两个连续的熔融峰,即主峰和小肩峰,这说明纤维中折叠链片晶和伸展链片晶共存。纤维的结晶度和取向度也是随着牵伸气压的增加而逐渐增大的。通过双组分纤维截面和表面形貌可知,双组分纤维由8瓣PET和8瓣PA6相间排列组成,且两组分之间存在着鲜明的界面,这表明两组分不相容。当牵伸气压增大时,双组分纤维的断裂强度逐渐增大,而其平均直径和断裂伸长率都减小。3.随着纺粘水刺非织造材料面密度的增大,其厚度增大,平均孔径减小;双组分非织造材料的过滤效率也是随着纤网面密度的增大而提高,与此同时它的过滤阻力也是逐渐增大的。当纺粘水刺非织造材料面密度增大时,它的横纵向拉伸强力、断裂伸长率和撕裂强力都是逐渐增大的,但其纵向拉伸强力大于横向拉伸强力,纵向撕裂强力小于横向撕裂强力。4.对于PET/PA6配比分别为50/50、60/40和70/30的这三种纺粘水刺非织造材料,它们表面的纤维基本裂离为超细纤维,而中间层的纤维大部分都是保持完整的中空结构。当PET/PA6配比为50/50时,材料的平均孔径、断裂强力和断裂伸长率都是最大,而其过滤效率和过滤阻力最小。随着材料中PET组分比例的增大,其平均孔径、断裂强力和断裂伸长率都是呈减小的趋势,而过滤效率和过滤阻力增大。5.随着水刺能量的增大,非织造材料的厚度和平均孔径减小,过滤效率和过滤阻力增大;它的横纵向拉伸强力、断裂伸长率和撕裂强力都是先增大后减小,当水刺能量为24.46J/g时,其拉伸和撕裂性能最好。