非织造产品的性能取决于所使用原料的性能和加工方法。在水刺非织造布所用原料中,涤纶纤维所占比重越来越大。随着水刺产业的不断发展,水刺产品的使用领域和用途不断扩展,对涤纶纤维的要求也越来越高。近年来,亲水涤纶,特别是水刺专用一般亲水涤纶和水刺专用高亲水涤纶的研发,极大的提升了水刺非织造产品的档次,高亲水涤纶短纤维正成为水刺厂家热衷的新型纤维。但由于水刺专用高亲水涤纶短纤维的研制尚处于市场推广阶段,对水刺专用高亲水涤纶的水刺工艺和产品性能的研究也尚处于空白领域。为了深入了解亲水涤纶的性能,特别是高亲水涤纶对水刺工艺和产品性能的影响,本课题在文献查阅、车间实践、自制样品、实验分析的基础上,重点做了以下工作:首先,分析了水刺专用涤纶亲水改性的方法;二是对普通涤纶、水刺专用一般亲水涤纶、水刺专用高亲水涤纶的结构和性能进行了分析研究;三是对三种涤纶纤维的水刺加工工艺及产品的结构和性能进行了研究;四是对水刺过程中纤维的缠结机理及其影响因素进行了深入分析,从纤维缠结机理和拉伸过程中缠结点的力学特征两个方面综合分析三种涤纶水刺布力学性能差异的机理。本课题通过以上研究,主要得出以下结论:(1)水刺专用亲水涤纶主要采用纤维表面亲水处理的方法进行亲水改性,即在纺丝的过程中通过改变第二油剂的性能来实现。涤纶丝束在浸渍上油的过程中,第二油剂中的亲水性基团会在纤维表面发生接枝、聚合作用,在纤维表面形成一层亲水油膜,从而达到亲水改性的目的。(2)通过对三种涤纶纤维进行梳理直铺成网的试验,发现普通涤纶的梳理落棉最多,且梳理过程中停车的次数也较多,而水刺专用一般亲水涤纶和水刺专用高亲水涤纶的梳理落棉较少,特别是高亲水涤纶几乎没有落棉,梳理出来的纤网均匀度也较高,这是由于高亲水涤纶的吸湿性能得到改善,梳理质量也相应得到提升。(3)通过对三种涤纶纤维结构和性能的测试,发现三种涤纶纤维的结晶状况、长度、细度、卷曲度差异不大;水刺专用高亲水涤纶纤维表面颗粒最多,这可能是由于其特殊的表面油剂接枝聚合作用的结果;力学性能方面三种纤维强力相近,但水刺专用高亲水涤纶的断裂伸长率最大,初始模量最小;水刺专用高亲水涤纶的摩擦性能、电学性能和吸湿性能最好。(4)通过对三种涤纶水刺布面密度和厚度的测试分析,发现在梳理和水刺工艺相同的情况下,水刺专用高亲水涤纶水刺布的不匀率最低,产品均匀度最好。通过对三种涤纶进行一道水刺加工后所得水刺布的厚度分析发现,高亲水涤纶水刺布的厚度最小,这是由于高亲水涤纶比电阻减小,在成网时纤维之间的抱合力增加,纤网更加紧密。另一方面,三种涤纶水刺布的厚度随着水刺压力的增加而减小。(5)通过对三种涤纶水刺布的刚柔性能、透通性能和吸湿性能的分析研究,发现高亲水涤纶水刺布表现出优良的吸湿性能、弯曲性能、手感和柔软度。这主要是由于高亲水涤纶纤维在吸湿性能、缠结效果等方面共同改善的结果。同时随着涤纶亲水性能的改善,水刺布的芯吸效应也得到提高,并且MD方向的芯吸效应好于CD方向。(6)从缠结状况和拉伸过程中缠结点的力学特征两个方面综合分析了三种涤纶水刺布力学性能差异的机理。通过对三种涤纶水刺布截面缠结状况的观察以及厚度、透通性能的表征分析,表明水刺专用高亲水涤纶水刺布的缠结状况最好,这是由于高亲水涤纶在弯曲模量、吸湿性能、成网性能等方面共同改善的结果。通过建立缠结点受力模型,找出了缠结点强度和纤维摩擦系数之间的关系式,发现缠结点强度随着纤维摩擦系数的增加而呈指数增大,在一定程度上解释了高亲水涤纶水刺非织造材料拉伸强度提高的原因。