熔喷工艺对聚合物熔体性能的要求

熔喷工艺对聚合物熔体性能的要求

理论上，任何热塑性聚合物切片原料都可以用于熔喷工艺。熔喷工艺常用的聚合物切片原料有聚酯、聚酰胺、聚乙烯、聚四氟乙烯、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）、乙烯-丙烯酸甲酯共​​聚物（EMA）、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）、聚氨酯等。然而，聚丙烯是熔喷工艺中使用最广泛的原材料。

影响熔喷工艺的主要原料参数有相对分子量及其分布、熔体流动指数、聚合物降解性能、切片形状、杂质等。

1. 相对分子质量及其分布和积分流说服指数

原材料的相对分子量和分布是影响熔喷工艺和熔喷非织造布性能的最重要因素。对于熔喷工艺，一般认为聚合物原料相对分子量低，相对分子量分布窄，有利于熔喷纤维网的均匀性。聚合物的相对分子量与其熔体流动指数（MFI）成反比，与聚合物熔体的熔体粘度成正比。即聚合物的相对分子量越低，MFI越高，熔体粘度越低，越适合熔喷工艺牵伸效果较弱的情况。

通常，聚丙烯、聚乙烯及其共聚物在熔喷工艺设计中主要考虑MFI。而其他热塑性聚合物是熔喷的，熔体粘度或特性粘度被认为反映了原材料的相对分子量。

使用 MFI 较低的聚丙烯该原料可生产强度更高的熔喷无纺布。最早应用的是普通纤维级聚丙烯原料，相对分子量高，MFI低，通常只有12。聚丙烯在熔喷过程中必须通过螺杆挤出机的高温和剪切作用而降解。随着科技的进步，MFTI为12的聚丙烯迅速被三菱重工35取代，同时出现了熔喷工艺专用聚丙烯，其MFI高达1500。 MFI可以降低螺杆挤出机的工作温度，提高熔体流动速率，有利于减少过度降解聚合物的形成，延长熔喷模头的寿命，提高产量，降低能耗。具有更大的灵活性。

美国熔喷工艺常用的聚丙烯切片MFI达到400、800、1200等，我国尚未量产，仍依赖进口。聚丙烯切片的MF∏I越高，熔喷时的能耗越小。与MFI30相比，MFI800耗电约

降低 25%。

如果要求熔喷无纺布的强度高，一般可以使用MFI30-35的聚丙烯切片，但生产能耗较高。对于吸油材料和保温材料，如果只考虑纤维细度，可以选用MFI高的切片，可以提高产量，降低能耗。分子量分布越集中，大分子的相对分子量均匀性越好，越容易被加热熔融均匀，得到均匀的纤维网。因此，熔喷工艺要求聚合物原料的相对分子量分布尽可能集中。

2.聚合物降解性能

聚合物降解有助于校正聚合物熔体粘度和相对分数数量分布。一般有三种降解方式：化学降解、机械剪切降解和热降解。聚合物熔喷时或熔喷前，可利用氧或过氧衍生物实现化学降解，通过提高挤出速率、热量和熔体停留时间可达到机械剪切降解和热降解的目的。

对于聚合物熔体，需要均匀降解以避免不一致的聚合物熔体降解导致不均匀的粘度和离散的相对分子量分布。同时，也要求不能过度降解。

3.杂质

熔喷工艺中使用的模具喷丝孔直径较小。如果高分子原料中杂质较多，容易造成喷丝孔堵塞。因此，改善聚合物芯片原料的生产环境，优化芯片生产工艺，降低芯片杂质含量，可以有效延长喷嘴和模具的更换周期，降低能耗，降低产品生产成本。