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随着空气的颗粒物污染越发严重和人们对空气质量的要求不断提高,对新型高性能空气净化材料和个体防护材料的需求越来越大。熔喷聚丙烯驻极体非织造布除了可通过一般的惯性沉积、重力沉积、布郎扩散等机械作用机理对气体中流动粉尘进行拦截外,还可通过静电作用实现对空气的净化和对常见细菌、病毒的杀灭,因而,具有低阻、高效、除尘灭菌等特点,从而成为目前滤阻性能最好的空气净化材料受到人们广泛的关注。熔喷聚丙烯驻极体非织造布的过滤效率主要来源于自身所存储的电荷。现有的研究发现随着聚丙烯中相对结晶度、晶粒尺寸的增长,其电荷存储能力增强。因此研究熔喷聚丙烯非织造布的过滤性能与其晶相结构的相关性非常重要。熔喷聚丙烯驻极体非织造布的制备常采用等规聚丙烯(Isotactic Polypropylene,i-PP)为原料。熔喷过程是一个非典型的非等温结晶过程,i-PP熔体热空气的牵伸和室温的冷却共同作用下形成熔喷纤维,其结晶为拟六方晶型和α-晶型共存的混合晶。单斜晶系的α-晶相最为常见和稳定,但拟六方晶型常以准结晶或近晶结构的状态存在,在热力学上非常不稳定,一般工艺条件下很难得到。迄今为止,i-PP的结晶动力学虽已得到了广泛的研究,但对混合晶的研究很少见。尤其是混合晶中拟六方晶型和α-晶型的比例与驻极体电荷存储性能的相关性还未见报道。本文采用自主研发的微型熔喷实验机制备i-PP非织造布,并对其进行电晕极化形成驻极体。研究了熔喷i-PP驻极体非织造布中结晶的形成机制、α-晶型/拟六方晶型比例调控以及其晶相结构对过滤性能的影响。取得的主要研究结果如下:1.微型熔喷工艺下i-PP熔体由于受到了室温的急速冷却和热风牵伸,导致形成的熔喷i-PP非织造布的结晶以α-晶型和拟六方晶型的混合晶的形式存在。混合晶中拟六方晶型是一种亚稳态晶型,其生长存在一温度区间,在该区间内,拟六方晶型更易生长。熔喷过程中冷却速率减慢,有利于晶粒的生长、晶体有序性的提高,α-晶型比例提高。熔喷i-PP非织造布的晶粒大小与α-晶型/拟六方晶型比例有关,α-晶型比例越大,晶粒尺寸越大。2.为了研究熔喷工艺对熔喷i-PP非织造布的晶相结构的影响,分别改变微型熔喷工艺条件中的接受距离、热风温度、热风压力制备熔喷i-PP非织造布。接受距离从10cm增加到18cm,非织造布的相对结晶度小幅增加,α-晶型比例上升,非织造布的致密性和过滤阻力下降;热风温度从180℃提高到200℃时非织造布的相对结晶度显著增加,α-晶型比例显著提高,温度的进一步提高难以增加相对结晶度、α-晶型比例;热风压力从0.1MPa增加到0.4MPa,熔喷i-PP非织造布的相对结晶度提高,α-晶型比例大幅提升。3.为了研究熔喷i-PP非织造布的热稳定性,对其在不同温度下热处理,研究热处理后其晶相结构的变化规律。当热处理温度小于60℃时,熔喷i-PP非织造布的晶相结构较为稳定。热处理温度的进一步增加促使混合晶的拟六方晶型向α-晶型转变,随着热处理温度逐步提高到130℃,非织造布的晶型转变越发明显,α-晶型比例大幅上升,相对结晶度提高。110℃为最佳热处理温度,此时熔喷i-PP驻极体非织造布的过滤性能最好。4.为了研究成核剂对熔喷i-PP非织造布的相对结晶度以及α-晶型/拟六方晶型比值的影响。分别配备不同含量的硬脂酸盐、i-PP原料和松香、i-PP原料,并制备成改性熔喷i-PP非织造布,再对其进行晶相分析。成核剂加快了i-PP熔体的结晶速率,提高了改性熔喷i-PP非织造布的相对结晶度。随着成核剂含量的提高,非织造布的相对结晶度提高,晶粒尺寸和α-晶型含量明显提高。相同含量下硬脂酸盐改性i-PP非织造布的相对结晶度高于相应含量的松香改性i-PP非织造布,其过滤效果也优于后者。5.熔喷i-PP非织造布的相对结晶度提高,其电荷存储能力增强,滤效提高,混合晶中α-晶型/拟六方晶型的比值过大或者过小时滤效较差,电荷α-晶型/拟六方晶型的比值适中时熔喷i-PP非织造布的滤效最好。