木浆复合水刺手术衣材料生产工艺与性能研究

论文摘要

木浆复合水刺非织造材料是运用水刺技术将木浆纤维与合成纤维网复合,形成两种纤维相互缠结结构的一种非织造复合材料。该种材料具有强伸性高、手感好、透气透湿等良好的服用性能,经“三防(防水、防酒精、防血液)”整理后成为医用手术衣材料已被国外广泛应用。采用木浆纸与涤纶纤维网进行水刺复合加固的工艺方法比采用木浆纤维气流成网与涤纶纤网水刺复合的方法设备简单、成本低廉,国内企业大多采用这一方法生产木浆复合水刺材料。但由于该技术在国内未被深入研究,致使其产品性能与国外同类产品比有较大的差距。本课题在大量的市场技术调查与文献查询、国际交流的基础上,重点从以下三方面展开研究:首先分析了木浆复合水刺非织造手术衣的原材料(木浆纸、涤纶纤维)的基本性能与木浆复合水刺非织造材料性能的关系。二是研究了水射流的冲击力、喷射距离等与水刺复合工艺参数的关系;复合水刺过程中木浆、涤纶纤维的运动缠结机理;水刺复合工艺参数对产品的性能影响。三是采用两种性能不同的含氟整理剂来分析整理剂的性能对“三防”整理效果的影响;后整理工艺对材料的液体阻隔性能的影响;整理前后木浆复合水刺材料各种性能的变化;采用马丁代尔方法模拟手术衣穿着过程中的摩擦对液体阻隔性能的影响。本课题通过以上研究,得出以下结论:1)吸湿性高的涤纶纤维可以提高水刺效率,使材料的缠结点更加牢固。2)采用打浆度大、紧度高,表面细小纤维多的木浆纸可以减少水刺复合工艺的能耗及游离木浆纤维的损失。3)采用预刺、低水压、小的水刺距离、慢网速、复合水刺遍数适中的复合工艺可以减少木浆损失,降低能耗,同时改善木浆复合水刺手术衣的手感。4)由于阳离子含氟整理剂与木浆纤维形成的电位差较大,三防整理后材料具有较好的液体阻隔性能。5)液体阻隔性能随着整理液浓度的升高先上升再下降,随着焙烘温度的升高逐渐升高,随着焙烘时间的增加而增加,到150s后增幅趋缓。6)通过正交实验得出一套三防整理优化方案,即整理剂浓度10g/l,烘燥温度180℃,烘燥时间150s。7)三防整理对木浆复合水刺材料的液体阻隔性能提高非常显著,整理后纤维网结构发生变化损失部分机械性能,材料的平均孔径相对减小,材料的透气性稍有下降。8)随着摩擦次数增加,液体阻隔性能有一定程度下降。但一次性手术衣在穿着过程中连续较强程度的摩擦次数较少,因此服用过程中由于摩擦而引起的材料液体阻隔性能的下降程度较小。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 1.1 木浆复合水刺非织造材料
• 1.2 国内外医用手术衣的研究现状
• 1.3 研究的目的及意义
• 1.4 研究的内容
• 第二章 木浆复合水刺非织造手术衣材料原料性能分析
• 2.1 水刺工艺对纤维原料的基本要求
• 2.2 涤纶纤维性能
• 2.3 木浆纸的工艺、结构及性能分析
• 第三章 射流冲击下纤维运动及缠结机理
• 3.1 水射流性质及纤维缠结机理
• 3.2 纤维的弯曲性能
• 3.3 纤维的受力模型
• 第四章 木浆复合水刺非织造材料复合工艺研究
• 4.1 实验方案
• 4.2 木浆复合水刺材料性能测试的方法
• 4.3 结果与分析
• 4.4 小结
• 第五章 木浆复合水刺非织造材料的后整理工艺
• 5.1 拒液原理及评价方法
• 5.2 实验方案
• 5.3 结果与分析
• 5.4 拒液整理与对木浆涤纶复合水刺材料综合性能的影响
• 5.5 服用过程中摩擦对液体阻隔性能的影响
• 5.6 小结
• 第六章 结语
• 6.1 结论
• 6.2 不足与展望
• 参考文献
• 附录一 木浆复合水刺非织造材料的 SEM 图片
• 附录二 实验数据表
• 附录三 正交回归分析原理
• 致谢
• 论文发表情况