为聚烯烃非织造材料提供永久亲水性的新型内部添加剂

助剂严业用纺织品总第166期为聚烯烃非织造材料提供永久亲水性的新型内部添加剂Jean- Roch Paquet(汽巴精化有限公司,瑞士)摘要:介绍了一种为聚烯烃纤维和非织造材料提供永久亲水性的新型添加剂,该添加剂是一种表面活性剂,在纺丝、纺粘或嫆喷过程中直接以熔融状态加入。阐述了该添加剂的特性、亲水改性机理以及对不同应用领域中产品的改性效果关键词:非织造材料,聚烯烃,亲水改性,添加剂中图分类号:TS176;TQ314.246文献标识码:A文章编号:1004-7093(2004)07-0022-04聚烯烃特别是聚丙烯(P)已经被广泛地用经过洗涤或机械摩擦很容易剥落于制造非织造材料,如用梳理成网、纺粘熔喷或种替代并改进的方法就是直接在聚烯烃中复合等方法制成的材料,可以应用在很多领域,包施加熔融的表面活性剂,该化合物可以移动到表括医卫用品、吸收剂、揩布、过滤器和蓄电池隔板面以提供亲水性等。但是聚烯烃具有疏水性,在上述应用领域中Ciba IRGASURF HL560是一种用于聚烯烃疏水的性质或者限制了其使用,或者要求对由聚纤维和非织造材料的新型亲水内部添加剂,不含烯烃制成的材料进行表面改性。硅,能为聚烯烃制品提供持久的亲水性。该物质本项研究要求在不改变聚丙烯纤维和非织造呈粒状,在纤维纺丝、纺粘或熔喷挤压过程中添材料的整体性质的前提下,通过表面改性以获得加。使用亲水添加剂简化了非织造材料生产线,永久的亲水性和抗静电性,特别是经改性后的非不再需要接触罗拉或喷洒器和干燥器。织造材料具有低于3s的渗透时间,该渗透时间可作为内部添加剂使用的表面活性分子物质足够支持10次以上渗透;非织造纤网同时具有高应该满足一些特殊的要求,至少在纤维工业生产吸水性和表面抗静电性;添加剂还可改善非织造的温度条件下,要保持热稳定性(不发生热分材料的柔软性使其具有更好的手感。新型的表面解);相对分子质量应该足够高以防止生产过程改性剂呈熔融状态,能给聚烯烃纤维及其制品带中的挥发损失,同时又要足够低以使其能尽快转来新的附加值。移到聚烯烃纤维的表面。非离子型表面活性剂是聚烯烃表面活性添加剂的一个重要分支。低相对添加剂性能分子质量的低聚物的典型特征是其结构系由一个长长的疏水尾端和一个亲水头端组成。亲水头端通过在后整理工序中添加亲水膜以得到改性基本上不与聚烯烃结构相容,并且有转移到表面聚烯烃已经广为流传如在非织造材料上或喷洒的趋势(图1)。长的疏水链会固定住聚合物结构或层压一层薄薄的亲水性表面活性剂。根据市场中的分子,从而防止亲水基团从表面丢失。添加的需要现在可以通过后整理得到各种不同的性剂通能但是纤维的后整理并不具有持久性如亲水膜扩散。中国煤化工婿烃结构中形从靓 LACNMHG被挤压成无定收稿日期:2003-05-08要想在纤维表面得到理想的永久亲水性的关22一2004年第7期严业用纺织E助剂键是在相对分子质量和亲水头端和疏水尾端的比 IRGASURF HL560在10h、1d和5d得到3s渗例之间寻求最佳的平衡。 Ciba IRGASURF HL透时间的浓度分别为3.3%、2.5%和2.0%。560就是这样一个优化结果,可以为聚烯烃非织造材料提供很好的性能和杰出的持久性。3.5%≈求代(酸202230-354246(a)添加剂在聚合物熔融体中分散良好老化期(b)(b)冷却时添加剂分离趋向表面图 Ciba IRGASURF HL560在聚烯烃中的特征图2添加剂浓度与渗透时间述结果清楚地显示 Ciba IRGASURF HL2吸收产品市场特性560是一种可游移的添加剂,渗透时间取决于聚丙烯材料上添加剂的浓度。应该指出,几天后随在个人护理领域中吸收性产品的市场包括婴着添加剂浓度的降低可以得到合适的低渗透时儿尿片、卫生用纸以及成人失禁产品。通过射流间。为了达到质量控制的目的,可以使用一个强喷网、梳理成网或热粘合得到的聚烯烃纤网是尿制性的渗透方法以加速渗透。用这个方法可以在片的首选材料。聚丙烯体积质量轻,与其他聚合生产后马上进行测量。物相比价格低,但是需要进行亲水处理才能得到多重渗透检验用来评估聚烯烃非织造材料亲合适的性能。保健市场对非织造工业有很大的影水处理的持久性。这个方法中同样的试样在碱液响,一是市场份额的影响;另一是产品更新换代速中重复多次测量。试样允许在两次测量中间干燥度的影响。为检验非织造材料对特定用途的适用1h。图3比较了两种浓度的 Ciba IRGaSURF HL性需要特定的检测方法。渗透时间和多重渗透检560多重处理过的非织造材料和一种用工业化生测是典型的实例,该方法起初是用来检测尿片的产纤维制成经表面处理的非织造材料的渗透时性能,但现在已经成为评估非织造材料亲水性的间。经表面处理的非织造材料在3次渗透后失去标准方法。了可湿性,而用2%和2.5%的 Ciba Irgasur表1显示了 Ciba IRGASURF HL50在不同560处理的材料仍然可湿,在10次和12次渗的聚丙烯非织造材料中得到的结果。为达到小于透后仍能满足3s渗透时间的要求。3s的渗透时间,所需的添加剂浓度应根据非织造为了更清楚地显示 Ciba IRGASURF HL560材料结构而定。使非织造材料得到的亲水持久性,用20g/m2的表1渗透时间测量结果聚丙烯纺粘非织造材料试样进行25次甚至50次的渗透试验。表2是多重渗透的检测结果。添加剂浓度渗透时间非织造材料表225次和50次渗透后多重渗透时间(%)(s)渗透时间(s)PP纺粘(20g/m22.02.6添加剂用量(%)第25次渗透第50次渗透PP梳理成网热粘合(20g/m2)2.52.3P纺粘(90g/m3)2.0242.52.86注:采用 EDANA150499检测方法,用 Lister渗透检中国煤化工测仪测量。在图2中渗透时间作为老化期被划分。所有Rd,C. CNMHG表面活性剂Cba刀來加开维和非织造材料试样刚产出时的渗透时间都大于100s。用Ciba提供了持久的亲水表面。助剂严业用织品总第166期表面处理2%添加剂225%添加剂101112渗透次数图3经 Ciba IRGASURF HL560处理材料的亲水持久性比较表320g/m2聚丙烯纺粘非织造材料多次流失量测量添加剂用量液体流失量(g)(%)未处理24.624.824.424.224.124.223.824.12400.10.30.50.20.20Runoff是非织造工业中经常使用的用于测量560的非织造材料的表面张力。表面张力的降低非织造材料可湿性的方法。该测试是测量沿非织预示着洗去量的增加。使用持久的内部添加剂可造材料流下的液体的量。将一定量的液体倒在非以显著地降低洗去量。水的张力可以作为一个参织造材料试样上,该试样放在倾斜的并且是标准考。的吸收介质上( EDANA152.099)。表3显示在用量为2%和25% Ciba IRGaSURF HL560的20g/m2聚丙烯纺粘非织造材料上试验的结果。0602%添试样经过多次重复试验,即使10次以后对于含有25%添加剂的试样流失量仍然保持在零左右。除了很低的初次渗透时间和很低的流失量外,聚丙烯非织造材料作为尿片用的另一个要求洗去是低回湿性。回湿是指已经尿片阻止渗透材料的图420g/m2聚丙烯纺粘非织造材料的回湿液体又重新返回到皮肤表面的能力。低回湿理所和洗去量测量当然是尿片类产品的理想性能。图4显示含有2% Ciba IRGASURF HL560的20g/m2的聚丙烯3揩布及其工业市场特性纺粘非织造材料与用工业化亲水处理材料在回湿性能方面的比较亲水聚丙烯材料不仅用于保健产品,也用在洗去量”这个术语经常用来表述亲水处理揩布和其他要求非织造材料有很高的液体吸收性对与非织造材料接触的液体的表面张力的影响。的工业应用领域。图5显示的20g/m2聚丙烯纺这和尿片类产品有一些互通之处,因为液体通过粘非尿片中毛细管运动时会受影响。理想的情况是洗化钾中国煤化水和4%氢氧烯材料可以吸去量尽可能的少。图4还比较了工业化亲水处理收其CNMH在70℃下连续后的非织造材料与含有2% Ciba IRGASURF HL7d后仍然保持其亲水能力。2004年第7期严业用红织品助剂0℃下40%溶液中7d非织造材料的吸收能力无疑决定于材料的结构,由图6可以得到印证。不同的非织造材料的N2添加剂吸收能力是根据不同的工艺和不同的密度进行划空白样分的。6810121416吸液能力(倍)使用 Ciba IRGASURF HL560对纤网的机械性能没有负面影响。随着添加剂浓度的增加,非图520g/m2的聚丙烯纺粘非织造材料吸水织造材料的表面拒水性能降低,电荷衰减时间缩和吸KOH溶液的能力短,表明内部亲水添加剂可以提供抗静电功能。1—未经处理的20g/m2的聚丙烯纺粘非织造布;图系32—20g/m2聚丙烯纺粘非织造布+25% IRGASURF HL560;3——梳理成网热粘合非织造布+2.5% IRGASURF HL560;配烈扮415g/m聚丙烯纺粘非织造布+2.5% IRGASURF HL560;园50g/m2聚丙烯纺粘非织造布+25% IRGASURF IIL560;100g/m2聚丙烯纺粘非织造布+2.5% IRGASURF HL560液体吸收能力6不同聚丙烯非织造材料吸收液体的能力含有 Ciba IRGASURF HL560的非织造材料有更该工艺在传统的设备上就可以进行,不会改变纤柔软的手感,这在一定程度上与低摩擦系数有关。维和材料的力学性能可以通过在纺丝、纺粘或熔4结语喷挤压过程中加入粒状添加剂得到。 Ciba IrgaSURF HL560的多功能性通过在许多应用领域中本文提及的新型添加剂为聚丙烯非织造材料各种不同的材料的试验中已经得到了证实,必将提供了持久的亲水性能、抗静电性能和低摩擦系给聚烯烃纤维和材料带来新的发展和增加新的附数,从而可以得到更柔软更舒适的非织造材料。加值Novel Internal Additive Providing Durable Hydrophilicityto polyolefin NonwovensJean Roch Pauquet Ciba specialty Chemicals Inc.Abstract: The paper presented novel internal additive which can provide durable hydrophilicity to polyolefinfiber and nonwovens. The additive is surface activator and can be added in melting condition di-rectly during technique processes, such as spinning, spunbond and meltblown. It also discussedhe performence and mechanism of hydrophilization of the additive and its modification effects onroducts in various application sectors中国煤化工Keywords: nonwovens, polyolefin, hydrophilization, additiCNMHG25