SEBS/PP共混物的相容性与可纺性研究及其熔喷非织造布的制备

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目前,弹性非织造材料已广泛应用于多种领域,如生物组织工程、过滤材料和形状记忆材料等。聚苯乙烯-聚乙烯-聚丁烯-聚苯乙烯(SEBS)是一种弹性优良的热塑性嵌段共聚物,但是由于SEBS熔体黏度大,难以单独纺丝形成非织造布。聚丙烯(PP)具有较低的分子质量及较窄的分子质量分布,熔体黏度较低,是熔喷加工最常用的聚合物。因此我们利用低黏度的PP与高黏度的SEBS混合,尝试制备具有优良弹性的SEBS/PP熔喷非织造布。本论文在已有研究基础上进行了三方面工作:研究不同比例SEBS/PP共混物的结构与性能;分析SEBS/PP共混物的熔喷可行性;初步探索熔喷工艺,制备SEBS/PP熔喷非织造材料。首先,采用熔融共混法获得SEBS/PP母粒,利用衰减全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)、X射线衍射(XRD)、差示扫描量热法(DSC)、动态力学热分析(DMA)、扫描电镜(SEM)等表征方法分析SEBS/PP共混物的结构与性能,结果表明:SEBS与PP不相容。经200℃熔融共混,共混物中两相分布呈“海-岛”结构。随着SEBS/PP共混物中SEBS含量的增大,共混物的结晶温度、结晶度、结晶速度和储能模量降低。SEBS与PP共混后,PP结晶晶型没有发生变化,且两物质的化学键之间没有明显的相互作用。然后,通过热重分析(TG)、锥-板型转子流变仪和恒速型双毛细管流变仪分析SEBS/PP共混物熔喷的可行性,结果表明:与纯SEBS相比,共混物的热稳定性呈不同程度的提升。SEBS含量的增加对提高SEBS/PP共混物的黏性和弹性均有积极作用,但对弹性部分作用较大。升高温度和SEBS含量减少均可以降低熔体黏度。不同SEBS含量共混物的黏流活化能不同,均随着剪切速率增大而呈减小趋势。最后,将流变分析与熔喷试纺相结合,初步探索熔喷工艺,确定母粒共混比例、熔喷模头温度等工艺参数,进而成功制备SEBS/PP(60/40)熔喷非织造材料。利用纤维直径、拉伸断裂强力、拉伸断裂伸长率和弹性回复率表征SEBS/PP非织造布的结构和性能,分析部分熔喷工艺对SEBS/PP非织造布的形貌与性能的影响。
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