中国科学技术信息研究所--国家工程技术数字图书馆

[学位论文] 沈慧敏天津工业大学 2021年硕士导师: 范金土;葛传兵共69页

摘要 : 随着环境的变化以及皮肤的老化，皮肤吸收和储存水分的能力减弱，容易出现缺水、脱皮等问题，而面膜具有即刻补水的功效，能有效改善皮肤的干燥问题。面膜市场上，80%是由精华液和面膜基布组成的面贴膜，而面膜基布的材质是决定面膜使用感受和使用效果... 展开随着环境的变化以及皮肤的老化，皮肤吸收和储存水分的能力减弱，容易出现缺水、脱皮等问题，而面膜具有即刻补水的功效，能有效改善皮肤的干燥问题。面膜市场上，80%是由精华液和面膜基布组成的面贴膜，而面膜基布的材质是决定面膜使用感受和使用效果的主要因素。在加工技术持续进步和完善的现状下，新型纤维不断涌现，各类不同材质和不同功效的面膜产品出现在市场上。纤维特性、组成成分和基布结构等因素对面膜基布各项性能的影响相关性研究较少。本文通过收集目前市场上使用较多的14种面膜基布，从基本性能、舒适性和功能性三个方面开展了试验研究，基本性能包括面密度、厚度、pH值、断裂强力和孔径；功能性包括液体吸收量、抗菌性和透明度；舒适性包括透气、透湿以及柔软性能。试验结论如下： 1.本次收集的面膜基布面密度在35~55g/m2，厚度最薄为0.191mm，pH值在6.9~8.2范围内，符合面膜标准规定的pH值（5.5~8.5）； 2.力学性能方面，面密度相同时，不同加工工艺试样的缠结系数关系为：纺粘水刺非织造材料gt;水刺非织造材料gt;湿法纺粘水刺非织造材料；不同天丝含量的试样，天丝质量百分比与缠结系数的关系呈正相关；面密度越大的材料，其缠结系数越大，说明纤维缠结紧密。另外还发现，平均孔径受面密度的影响较大，基布厚度对孔隙率的影响较显著； 3.面密度相同时，对于不同加工工艺的面膜基布，平均孔径：湿法纺粘水刺非织造材料gt;水刺非织造材料gt;纺粘水刺非织造材料；厚度相近的试样，面密度越大，平均孔径和孔隙率越小； 4.面膜基布的功能性方面，液体吸收量主要受到孔径和厚度的影响，孔径越大、厚度越大，吸收得越多。对于不同天丝含量的试样，吸水性高的纤维所占质量百分比越多，整体的液体吸收量越大；含有超细纤维和天丝/壳聚糖（75/25）纤维的水刺非织造材料抑菌性良好；透明度受到纤维特性、截面形状和面密度的影响； 5.面膜基布的舒适性方面，透气率和透湿率随平均孔径的增大而提高；面密度小的材料透气性和透湿性更好，贴服度也更高；天丝含量不同的基布，材料中天丝含量越多，纤维缠结系数越大，抗弯刚度越大，贴服性越差； 6.分析了目前与面膜相关标准的不足之处，并通过总结本文的试验数据，为将来制订更完善的、适用范围更广的面膜基布标准提供参考。收起

关键词 : 面膜基布非织造材料性能评价

2. 仿3S柔滑爽卫生用热风非织造材料的研发

[学位论文] 齐晶晶天津工业大学 2019年硕士导师: 王立晶；李成群共76页

摘要 : 随着中国经济的快速发展、中国“二胎”政策的开放、人口逐步老龄化，一次性卫生用品市场持续发展，中国庞大的人口基数更是为一次性卫生用品市场提供了发展空间。卫生用品的面层材料作为一次性卫生用品中不可缺少的一部分，直接接触皮肤，消费... 展开随着中国经济的快速发展、中国“二胎”政策的开放、人口逐步老龄化，一次性卫生用品市场持续发展，中国庞大的人口基数更是为一次性卫生用品市场提供了发展空间。卫生用品的面层材料作为一次性卫生用品中不可缺少的一部分，直接接触皮肤，消费者希望面层材料的手感要好，使用时能够感觉到更加舒适。目前市场上的面层材料主要有薄型的纺粘非织造材料和热风非织造材料。薄型的纺粘非织造材料一般是SSS纺粘非织造材料，具有丝柔、滑爽的特点，热风非织造材料具有绵柔、蓬松的特点，课题要开发兼具两种特点的面层材料。选取了市面上15种常用的面层材料，包含13种热风非织造材料和2种SSS纺粘非织造材料，根据相关标准对这15种试样进行厚度、面密度、断裂强力、透气、透湿、渗透、反渗、弯曲、悬垂等性能的测试，使用课题设计的装置对15种试样的摩擦性能进行测试，对结果加以分析，并使用模糊数学的方法对15种面层材料进行了综合评价。通过改变热风非织造材料生产过程中锡林与工作辊速比、热风风压（调节热风风机的频率）和热风温度制备了15种面密度均为20g/m2的热风非织造材料，并对制得的热风非织造材料进行性能测试，得到最佳工艺参数为锡林与工作辊的速比为11.67，热风风机频率为42Hz，热风温度为133℃。使用最佳的工艺参数制备兼具热风和SSS纺粘非织造材料特点的卫生用面层材料。通过改变纤维生产过程中的工艺参数制备了5种不同卷曲程度的ES纤维，根据这5种纤维制备了5种面密度均为20g/m2的热风非织造材料。对这几种试样进行厚度、断裂强力、透气、透湿、渗透、反渗、弯曲、悬垂和摩擦性能的测试，得到纤维卷曲数的改变对热风非织造材料的横纵向断裂强力、透气、透湿性能基本没有影响;纤维卷曲数降低，热风非织造材料的渗透时间变少，柔软、摩擦性能得到改善;其透气性、透湿性、渗透性优于SSS纺粘非织造材料，柔软、摩擦性能比SSS纺粘非织造材料差，但是当卷曲数减少到8.5个/25mm时，其横向的抗弯刚度与SSS纺粘非织造材料接近。纤维卷曲数减少制得的热风非织造材料用于卫生用品面层材料时，更能够满足消费者对卫生用品舒适度的需求。收起

关键词 : 卫生用品面层材料热风非织造材料 SSS纺粘非织造材料摩擦性能

3. 汽车空调用热轧空气过滤非织造材料硬挺整理工艺及性能研究

[学位论文] 陈燕东华大学 2013年硕士导师: 靳向煜共69页

摘要 : 热轧空气过滤材料具有一定过滤效应,可以在普通空调系统、空气净化器、吸尘器等中作为初过滤层,也可以作为骨架材料与其他过滤材料复合使用在更高过滤精度场合。在过滤性能相仿的前提下,这种化纤过滤材料比玻纤过滤材料强度高,不易碰坏,从而延长过滤器... 展开热轧空气过滤材料具有一定过滤效应,可以在普通空调系统、空气净化器、吸尘器等中作为初过滤层,也可以作为骨架材料与其他过滤材料复合使用在更高过滤精度场合。在过滤性能相仿的前提下,这种化纤过滤材料比玻纤过滤材料强度高,不易碰坏,从而延长过滤器的使用寿命,但可塑性较差,不易折叠成型,制造过滤器难度大。本课题选用聚丙烯酸酯CL-407和CL-10对热轧非织造材料进行硬挺整理,改善其可塑性,从而提高它的打折成形性。文中首先对热轧空气过滤材料和CL-407、CL-10整理剂的性能进行了分析与研究,整理剂与涤纶热轧非织造材料的接触角近乎为0°,因此可以很好地在材料上铺展浸润。在硬挺整理工艺中选择CL-407和CL-10浓度配比、轧辊压力、焙烘温度及焙烘时间4个因素进行单因子分析,主要针对它们对材料折皱回复性、过滤效率、透气性及力学性能的影响分析。另外,本文还通过正交设计的方法,得出轧辊压力、焙烘温度及焙烘时间三个因素的最佳工艺组合为轧辊压力为1.7 kg/m2,焙烘温度为165℃以及焙烘时间为2.5min。试验表明,未整理材料的折皱回复角是最优化方案下整理的材料折皱回复角的1.74倍;当热轧非织造材料作为熔喷材料的骨架时,未经硬挺整理的热轧熔喷复合材料折皱回复角是优化整理后热轧熔喷复合材料折皱回复角的1.66倍。可见硬挺整理明显提高了热轧材料的硬挺性,改善折皱回复性,提高材料的褶裥保持性,而整理后的材料仍具有良好的透气、拉伸、顶破性能,过滤效率提高。然后,本文建立热轧非织造材料的理论结构模型,通过此模型分析出原先涤纶热轧非织造材料易于回弹的原因包括:涤纶纤维弹性好、抗弯刚度高,表面粘合的热轧工艺使材料中纤维仍有一定滑移性。此外,通过理论结构模型还可以分析出外力作用条件对折皱回复性也会产生影响。本文分别对硬挺整理前后的热轧非织造材料折皱回复角随时间变化进行了测试,建立折皱回复蠕变模型。使用origin软件求取模型中的参数Ea、Eb、ηb、ηa,根据实测数值验证模型的合理性,并借此模型对材料的折皱回复行为进行分析。其中Ea反映了材料的急弹回复性能,Ea值越大,材料的弹性回复性能低,急弹回复小;参数ηc反映了材料保持塑性变形的能力,ηc值越大,材料保持褶裥的能力越强。最后,本文对加载负荷和加载时间等外力条件对硬挺整理后热轧非织造材料折皱回复性的影响进行了研究。加载负荷或者加载时间单因子在小范围内变化时,折皱回复性能的影响变化差异小;超过某个值之后,折皱回复角明显减小。材料受重负荷加载短时间与受轻负荷加载长时间的折皱回复角接近,反映了“压力-时间等效原理”,可用于指导滤材打折制备过滤器的生产工艺。收起

关键词 : 热轧非织造材料硬挺整理折皱回复粘弹模型汽车空调非织造材料工艺性能

4. 面向空气过滤的静电纺非织造材料结构调控及性能研究

[学位论文] 陈鑫东华大学 2021年博士导师: 柯勤飞;黄晨共113页

摘要 : 健康的大气环境是所有生命体赖以生存的最基本条件。然而，在许多地区，由于污染颗粒物（PMs）的不断产生和持续扩散，大气环境质量日益恶化。据统计，2017年全球约有5.449亿人患有慢性呼吸系统疾病，由慢性呼吸系统疾病所致的死亡人数高达400万人。大... 展开健康的大气环境是所有生命体赖以生存的最基本条件。然而，在许多地区，由于污染颗粒物（PMs）的不断产生和持续扩散，大气环境质量日益恶化。据统计，2017年全球约有5.449亿人患有慢性呼吸系统疾病，由慢性呼吸系统疾病所致的死亡人数高达400万人。大气中悬浮的污染颗粒物是造成慢性呼吸系统疾病的主要风险因素。这些污染颗粒物大部分为细颗粒物（空气动力学当量直径≤10μm），是固体颗粒和气溶胶的混合物，它们悬浮在空气中会给人体健康和社会生产生活造成巨大危害。而目前污染颗粒物的主要来源是化石燃料的燃烧，人类短时间内无法改变对化石能源的依赖，因此，使用能够阻挡污染颗粒物的空气过滤材料以获得洁净的空气，是保护呼吸系统最可行的方法之一。静电纺非织造材料具有纤维直径小、材料孔径小、孔连通性良好、比表面积较大等优点，已成为空气过滤材料的重要研究方向。但由于该类材料紧密堆积的二维结构，导致其在用于空气过滤时普遍存在过滤阻力很大，此外还存在力学性能不足、静电衰减过快等问题。为攻克这些难题，目前的研究重点主要集中在掺杂改性处理、多种聚合物混纺和后整理工艺等，而通过材料自身的结构调控改善过滤性能的研究较少。因此，本文通过纺丝环境的湿度调控、接收装置表面的电场调控以及利用复合压电效应三种结构调控手段，分别制备出三维蓬松结构、微图案结构和能够将压力刺激转换为电能的静电纺非织造材料。并对其制备过程和结构调控的成型机理进行了系统的研究，探讨了这些结构在空气过滤领域的应用。所取得的主要研究成果如下：（1）针对当前静电纺空气过滤材料多为二维片状结构存在容尘量太小的问题，以获得三维蓬松结构的静电纺非织造材料为主要目的。以Flory-Huggins理论为依据，构建“非溶剂—溶剂—聚合物”的三元体系，以添加非溶剂物质促进相分离的方法，对静电纺非织造材料进行结构调控。后进行实验验证，选用聚丙烯腈（PAN）为基体聚合物，通过在纺丝接收区域均匀施加5.25mLm-3的水雾（非溶剂），获得静电纺非织造材料的三维蓬松结构，再将制备好的材料放置在含有N,N-二甲基甲酰胺（DMF）蒸气的干燥皿中进行交联反应，通过控制暴露在DMF蒸气中的交联时间，实现材料在纤维交叉位置的点粘结，以维持材料的三维蓬松结构和提高材料的力学性能。扫描电镜照片显示，三维蓬松结构与二维片状结构的纤维集合体在结构形貌上有着明显的区别，且三维结构的静电纺非织造材料经过1小时的蒸气交联，PAN纤维在交叉点位置存在点粘合，不会影响纤维集合体整体结构和化学组成。交联后试样的断裂比强度提高了47.88%。过滤性能测试显示，三维蓬松结构对静电纺材料的品质因素和容尘量都有显著的提升。（2）三维蓬松结构静电纺材料中纤维的间距较大，且纤维集合体的平均孔径难以控制与适用范围较窄的问题，以控制纤维集合体的平均孔径排列为出发点，对静电纺材料进行图案化的结构调控。采用不同孔径尺寸的接收装置实现静电纺材料平均孔径的控制。设计改进纤维接收装置，实验以具有不同边长大小的蜂窝图案的金属转辊作为收集装置，聚砜（PSU）和聚氨酯（PU）作为基体聚合物，进行同步纺丝，制备了规律性排列的蜂窝图案结构PSU/PU复合静电纺非织造材料。纤维受到电场、凸起以及孔洞尺寸等因素的影响，定向沉积在接收装置上，在表面形成纤维的吸引域和排斥域，最后复制了接收装置表面的六边形镂空图案。研究了静电纺微图案结构的成型机理，设计与改变收集装置表面的孔洞结构，实现对静电纺材料平均孔径的有效控制，进而改进了材料的过滤阻力，使得过滤材料的品质因素得到提高。系统分析蜂窝图案结构对静电纺非织造材料的力学性能造成的影响，当微图案中六边形孔洞具有合适的尺寸（D≤5mm），能够为静电纺材料的机械力学性能带来积极的作用。探索通过无针（螺旋片）式静电纺丝设备进行规模化生产，展示了蜂窝结构的静电纺非织造材料在工业和家庭过滤材料中巨大的应用潜力。（3）通过非接触式静电探针测得上述两种结构的静电纺材料都存在静电衰减且无法补充电荷的问题。以给材料持续补充电荷为出发点，设计制备具有压电效应的静电纺材料，能将外部压力刺激转换为材料的电能。但纯静电纺材料在外界压力的刺激下，非常容易破损。相比于三维蓬松结构与蜂窝结构（正泊松比结构），零泊松比结构机械耐疲劳性好。将静电纺材料与零泊松比结构织物（增强基底材料）以复合方式进行结构调控，将二者优点相结合，提高复合材料的耐疲劳性。实验首先研究了纺丝液浓度对聚偏氟乙烯（PVDF）纤维形貌的影响，以及分析了PVDF静电纺非织造材料中β晶型的含量。优选18%比浓度的PVDF溶液，40min的纺丝时间，可以得到具有良好的过滤性能的PVDF静电纺非织造材料，且材料中β晶型的含量高达84%。再与具有零泊松比结构的聚酯（PET）经编间隔织物进行复合，得到PVDF静电纺材料/PET经编间隔复合织物。结果表明，PVDF静电纺材料/PET经编间隔复合织物不仅具有压电效应，还具有零泊松比结构，通过挤压冲击能够增强复合织物的静电吸附性能，且在9000次的挤压冲击之后，依旧能保持原有的结构和力学性能，表明复合织物具有优异的耐疲劳性。（4）在获取PVDF/PET复合织物的基础上，针对当前静电纺空气过滤材料无法持续产生大量电荷来捕获空气中的污染颗粒物的问题，研究构建“风轮叶片—曲柄滑块”作为PVDF静电纺材料/PET经编间隔复合织物的“产压机构”，设计了一种基于风能自驱动的简单实用的过滤装置，无需外接电源，通过收集风能，实现风能自驱动驻极，即在“产压机构”的作用下，PVDF纤维形变产生电荷，持续为复合织物“充电驻极”，用于空气过滤。通过探索装置中各部件的实际尺寸，对风轮叶片的静态特性进行分析与计算，得出设备的最小启动风速为2ms-1，再使用有限元建模分析软件COMSOL进行模拟与计算，判断装置的有效性。最后在高流速和高污染物浓度的条件下，测试自驱动装置实际的过滤效果，为利用静电吸附功能增强材料过滤性能提供新的解决方案。收起

关键词 : 空气过滤静电纺非织造材料结构调控

5. 湿巾用水刺非织造材料工艺与性能的研究

[学位论文] 吴桃桃东华大学 2009年硕士导师: 吴海波共99页

摘要 : 持续增长的湿巾市场及人们对健康、卫生、环保产品的需求不断刺激着湿巾产品的推陈出新。与此同时，人们对湿巾用水刺非织造材料的性能也提出了更高的要求。在这样的市场背景下，作者与绍兴和中合纤有限公司合作进行了水刺湿巾的研究与开发，目的在于... 展开持续增长的湿巾市场及人们对健康、卫生、环保产品的需求不断刺激着湿巾产品的推陈出新。与此同时，人们对湿巾用水刺非织造材料的性能也提出了更高的要求。在这样的市场背景下，作者与绍兴和中合纤有限公司合作进行了水刺湿巾的研究与开发，目的在于研发出更柔软舒适、安全卫生、环保的新一代湿巾用水刺非织造材料。本课题在大量的市场技术调查、文献查询与国际交流的基础上，重点做了四方面工作：首先对水刺过程中纤维的运动机理及水刺材料表面纹路结构的形成进行了分析；另外，对水射流过程中影响水刺非织造材料性能的主要参数如水针对纤网的冲击力、水压、水针初始速度进行了推导。二是详细介绍了湿巾用水刺非织造材料的生产工艺流程及设备；对不同配比水刺非织造材料的性能进行了测试分析及比较；同时对水刺非织造材料的拉伸性能、吸湿过程及纤维的刚柔性对缠结效果的影响进行分析。三是对不同成网方式下所形成的水刺非织造材料的性能进行对比分析；通过材料纵横向强力比值及铺网角的计算分析了纤维在纤网中的排列情况。四是研究了不同湿巾用水刺非织造材料的环境降解性能，从干湿态强力、降解速率、降解机理等多方面进行对比分析。本课题通过以上研究，主要得出以下结论： (1)试验得知：涤纶纤维易产生静电，梳理成网效果相对较差，而且水刺不易缠结。另外，涤纶纤维的刚性大、吸湿小、保水差，含量过多易导致产品柔软性差、配方吸收能力差、存放时间短等，因此纯涤纶产品一般不用作湿巾。 (2)强伸性、刚柔性和吸湿保湿性是衡量湿巾物理性能的重要指标。表面活性物质、水中可溶物、PH值、荧光物等是衡量湿巾的卫生指标。试验结果显示：在所有配比试验中，30%涤纶/70%粘胶及40%涤纶/60%粘胶水刺非织造材料的综合性能最好。 (3)通过不同成网方式下水刺非织造材料的性能测试可知：交叉铺网水刺非织造材料的纵、横向强力比得到改善。水刺非织造材料能经受纵横向作用力的反复作用而不易变形，尺寸稳定性较好，生命周期较长。因此，湿巾用水刺非织造材料最好采用交叉铺网方式制得。 (4)环境降解试验表明：经85天室外晾置后，竹浆纤维和粘胶纤维均发生了光降解。竹浆纤维没有发生生物降解，且总的降解程度比粘胶纤维略小；而粘胶纤维材料布面出现孔洞，发生了生物降解。涤纶纤维几乎不降解。从节约资源及减轻环境负担这两方面考虑，涤纶纤维最好不用或少用。 (5)湿巾对卫生性能要求较高，竹浆纤维具有一定的抗菌性能，因此在开发抗菌型湿巾方向具有较大潜力。收起

关键词 : 水刺非织造材料湿巾成网方式环境降解

6. 加固方式对梳理成网非织造材料定向导水性能的影响

[学位论文] 邱雪宁东华大学 2022年硕士导师: 黄晨共70页

摘要 : 非织造材料具有工艺流程短、生产速度高、生产成本低等优点，现已广泛应用于各个领域。定向导水现象在自然界中广泛存在，具有定向导水性能的非织造材料，可实现液体快速单向传导而不会返渗，赋予了非织造材料额外的功能性，拓宽其应用领域。目... 展开非织造材料具有工艺流程短、生产速度高、生产成本低等优点，现已广泛应用于各个领域。定向导水现象在自然界中广泛存在，具有定向导水性能的非织造材料，可实现液体快速单向传导而不会返渗，赋予了非织造材料额外的功能性，拓宽其应用领域。目前对非织造材料定向导水性能的影响因素研究多聚焦于纤维原料、后整理工艺等，鲜有学者就加固方式对材料定向导水性能的影响展开探究。非织造材料通过将单纤维梳理成网后，利用加固工艺赋予其一定的物理机械性能，加固方式对非织造材料的各项性能起决定性作用。本课题以亲水ES纤维（PE/PET）和疏水ES纤维（PE/PP）为原料，分别经梳理成网后平行复合，采用针刺和热粘合方式加固复合纤网，使两层纤网具有良好的界面相容性。测试不同加固工艺非织造材料的定向导水性能并分析原理。改变加固方式，研究不同加固方式对材料定向导水性能的影响。测试定向导水非织造材料的各项性能并分析其应用。与传统利用化学整理法等工艺制备定向导水非织造材料相比，此过程不涉及任何后整理，安全无污染，材料有望应用于医疗卫生领域。通过对不同加固方式定向导水ES纤维梳理成网非织造材料的制备及性能研究，本文得出以下结论：（1）制备了针刺非织造材料，通过疏水层、亲疏水交叉层和亲水层三种结构之间的梯度润湿效应，材料在静水压力、疏水力和润湿力三者共同作用下实现定向导水性能。测试其定向导水性能（相机观察法、动态接触角、液态水分管理能力测试），得出定向导水性能最优时的工艺参数为：材料面密度100g/m2，亲疏水纤网配比1：1，针刺频率400r/min。（2）制备了热轧非织造材料，通过疏水层和亲水层两种结构之间的梯度润湿效应，在静水压力、疏水力和润湿力三者共同作用下实现定向导水性能。测试其定向导水性能（相机观察法、动态接触角、液态水分管理能力测试），得出定向导水性能最优时的工艺参数为：热轧温度130℃，亲疏水纤网配比1：2，材料面密度100g/m2。热风非织造材料由于较蓬松，表面粗糙度高而无法实现定向导水。（3）加固工艺对材料的厚度、拉伸性能、孔径、透气透湿性能、毛细作用、柔软性和定向导水性能均有一定影响。相同面密度下，针刺材料比热轧材料厚，其拉伸断裂强力、孔径、透气透湿性、柔软性和液体穿透时间均优于热轧材料，但抗返渗能力略差于热轧。所制备的针刺和热轧定向导水非织造材料有望应用于医疗卫生领域。收起

关键词 : 梳理成网非织造材料定向导水加固方式

7. 纤维面膜材料结构与性能分析及主客观评价相关性研究

[学位论文] 苏婷婷东华大学 2015年硕士导师: 殷保璞共69页

摘要 : 面膜是涂或敷于人体皮肤表面，经一段时间后揭离、擦洗或保留，起到集中护理或清洁作用的产品。目前市场上70%的面膜产品为以非织造材料为载体的载体型面膜。随着非织造技术的发展和人们生活水平的提高，面膜产品的消费用量和性能要求都在同步提... 展开面膜是涂或敷于人体皮肤表面，经一段时间后揭离、擦洗或保留，起到集中护理或清洁作用的产品。目前市场上70%的面膜产品为以非织造材料为载体的载体型面膜。随着非织造技术的发展和人们生活水平的提高，面膜产品的消费用量和性能要求都在同步提高。近年来，面膜基布在不断的升级换代，新产品层出不穷，在纤维原料、生产工艺等方面都有许多创新设计。这些产品的形态结构和理化特征对于其舒适性能和功能性指标等有何影响，相互之间存在哪些关系，目前鲜有学者做过系统的研究。因为消费者在使用过程中的主观感受与客观评价有较大的差异，故而有必要建立面膜使用的主观评价体系，并研究其与客观评价的相关性。本文选取14种非织造面膜材料对其进行理化特征和形态结构分析；对试样进行舒适性、功能性的客观评价，并对试样的结构与理化特征进行分析；建立非织造面膜基布的力学性能、舒适性及功能性主观评价体系；最后对主观评价结果与客观实验进行相关性分析。经过以上研究，得到如下结论： 1)对于同种纤维原料和相同加工工艺的非织造材料，随着面密度的增加，试样的缠结系数略微增加，孔径减小，透气和透湿性能变差，柔软性变差，带液率下降，渗透变差，初始渗透速度和渗透加速度均减小，保水率增加。 2)对于不同粘胶质量百分比的涤纶/粘胶混纺水刺非织造材料，随着粘胶质量百分比的增加，即粘胶纤维含量的增加，试样厚度变小的同时孔径减小，透气和透湿性能变差，柔软性变差，带液率下降，缠结系数增加。初始渗透速度、渗透加速度和保水率与粘胶质量百分比之间没有明确的关系。 3)对于不同纤维原料及不同加工工艺的非织造面膜基布，其持液能力和材料纤维原料及孔隙率有关，而孔隙率则取决于纤维种类及加固工艺。面膜基布的初始渗透速度和面密度呈现负相关；面膜基布渗透加速度和面密度、回潮率呈现负相关；面膜基布的渗透量和孔隙率呈现正相关。面膜基布的放湿速度和面膜的面密度、缠结系数呈现负相关，和面膜材料的孔径大小呈现正相关。 4)非织造面膜材料主客观结果显示，主观评价和客观综合评价之间相关性良好，综合评价结果，木浆纸面膜材料拥有较好的性能。收起

关键词 : 面膜非织造材料舒适性功能性主观评价

8. 基于多壁碳纳米管的定向导水非织造光热转化材料的制备及性能研究

[学位论文] 朱雅琴东华大学 2021年硕士导师: 黄晨共63页

摘要 : 太阳能水蒸发技术在海水淡化、污水净化等领域具有广阔的应用前景。目前对于应用于水蒸发的光热转化材料的研究主要集中在光能吸收、水分传输、热能管理与水分蒸发四个方面，随着各种新材料和新技术的层出不穷，各种创新的光热转化材料与结构被提出，... 展开太阳能水蒸发技术在海水淡化、污水净化等领域具有广阔的应用前景。目前对于应用于水蒸发的光热转化材料的研究主要集中在光能吸收、水分传输、热能管理与水分蒸发四个方面，随着各种新材料和新技术的层出不穷，各种创新的光热转化材料与结构被提出，并在上述四个方面上不断改进，逐步提升了光热转化效率。但是，要实现四个性能的综合与平衡，以及水分传输与水分蒸发速率的最佳匹配还有较多问题亟待解决。基于此，本文课题选用了亲水与疏水的聚丙烯（PP）/聚乙烯（PE）双组分纤维，设置了多个亲水纤维与疏水纤维的比例，通过非织造工艺制备了定向导水非织造材料，通过液态水分管理等性能测试与表征，探索出定向导水性能优异的亲水纤维与疏水纤维比例范围，之后在该非织造材料的亲水表面附着了多壁碳纳米管（MWCNTs），对其附着工艺与附着牢度进行了探索，并对该材料的孔径、透气、透湿、力学性能等方面进行了测试与表征。通过水蒸发实验筛选出了水分传输速率与水分蒸发速率最为匹配的定向导水非织造光热转化材料。通过使用该材料进行模拟水蒸发试验与室外水蒸发应用测试，对得到的数据进行相应的理论计算，证实了其在多种光强环境下优异的光热转化效率。通过对基于多壁碳纳米管的定向导水非织造光热转化材料的制备及性能研究，本文得出以下结论：（1）亲水PP/PE纤维与疏水PP/PE纤维通过针刺工艺可制备具有定向导水性能的非织造材料。非织造材料在厚度方向上，从亲水面到疏水面，亲水纤维逐渐减少，疏水纤维逐渐增加，形成了纤维分布梯度，从而构建了导湿梯度，赋予材料定向导水的性能。亲水纤维与疏水纤维的比例为3/1、2/1、1/1与1/2的时候，材料具有定向导水的功能，其中当该比例在3/1-1/1之间时，定向导水效果最为优良。（2）在附着MWCNTs后，利用PP/PE双组份纤维的皮芯结构，将材料放置在高于PE熔点的120℃高温下处理10min，可以实现“热焊接”效应，PE层熔融后，亲水纤维表面的MWCNTs将嵌入到亲水纤维的PE皮层中，冷却后，MWCNTs被固结在纤维表面，带来较高的附着牢度，在水洗实验中未有掉落。（3）MWCNTs附着前后，非织造材料的孔径、吸光度、透气性、透湿性以及力学性能均不会发生明显变化，且材料表现出较高的力学性能，保证了其在自然环境下的使用寿命。（4）亲水纤维与疏水纤维的比例为1/1时，MWCNTs-philic/phobic-1/1非织造材料的水分传输速率与水分蒸发速率最为接近。（5）通过喷涂法，5.14%的MWCNTs被附着在非织造材料的亲水面，经过模拟计算，附着了MWCNTs的定向导水非织造材料的密度为0.99g·cm-3，仍低于水的密度，说明该材料能够永久浮于水面。（6）通过实验探索出的最佳实验样品MWCNT-philic/phobic-1/1非织造材料在1个模拟太阳下可以达到1.44kg·m-2·h-1的蒸发速率和89.7%的光热转化效率。在2个模拟太阳能光照下能够达到2.81kg·m-2·h-1的蒸发速率和91.7%的光热转化效率，并能在该光强下稳定产生蒸汽。（7）通过实验探索出的最佳样品MWCNT-philic/phobic-1/1非织造材料在自然光下能够进行稳定的界面水蒸发实验，从上午6点至晚上6点，可以实现平均1.07kg·m-2·h-1的水蒸发速率，12.81kg·m-2·d-1的水蒸发量以及62.7%的光热转化效率，显著高于目前市面上的太阳能蒸发器。同时在连续10天的循环实验中，该材料的蒸发速率未有明显变化，表现出较高的使用稳定性。综上所述，本文通过将定向导水功能与光热转化理念相结合，优化了界面型光热转化材料的结构和性能，探索出了一种基于多壁碳纳米管的定向导水非织造光热转化材料，并在模拟实验与室外实验中均实现了较高的蒸发速率和光热转化效率。收起

关键词 : 多壁碳纳米管光热转化定向导水非织造材料

9. 纯棉水刺非织造材料的无氟整理及其在纸尿裤面层的应用

[学位论文] 齐国瑞东华大学 2019年硕士导师: 柯勤飞共61页

摘要 : 纯棉水刺非织造材料目前在生活中应用很广，但是针对于低克重的纯棉水刺非织造材料，目前没有一种工艺能够真正实现整理方式的工业化。本文旨在开发一种可规模化的工艺方法，采用无氟拒水整理剂，制备出具有单向导水功能的纯棉水刺非织造材料，并寻找... 展开纯棉水刺非织造材料目前在生活中应用很广，但是针对于低克重的纯棉水刺非织造材料，目前没有一种工艺能够真正实现整理方式的工业化。本文旨在开发一种可规模化的工艺方法，采用无氟拒水整理剂，制备出具有单向导水功能的纯棉水刺非织造材料，并寻找一种特定的工艺方法，为此后低克重非织造材料单向导水工艺工业化的实现提供一种参考。本课题搭建了自动雾化装置，自动雾化装置主要包括雾化装置的搭建、传送设备的设计与定制以及它们二者的相组合，然后通过数学推理发现：传送带转动时间t1只跟喷雾时间t2的大小的有关，传送带运行圈数与传送带运行速度之比等于喷雾时间t2与雾化半径d之比。此后通过配置无氟拒水整理剂RUCO-DRY ECO，然后自制自动雾化设备，对克重为48 g/m2的纯棉水刺非织造材料进行单面拒水喷雾整理，然后通过SEM、FTIR、MMT等进行表征，结果表明：单面喷雾拒水整理对材料的物理机械性能、透气性、孔径分布没有影响；其单向传递指数（AOTC）可以达到1093%，液态水动态传递综合指数（OMMC）可以达到0.9606；在保证纯棉材料不反渗的前提下，液体穿透时间可达到4s。单向导水纯棉水刺非织造材料的制备证明了单面喷雾整理工艺的优越性。为了证实此种整理工艺的应用情况，本课题对克重为30g/m2的纯棉水刺非织造材料分别进行单面拒水（单面喷雾）整理和双面拒水（双面浸渍）整理，然后通过一系列的测试对材料进行了表征。研究发现：单面喷雾拒水整理的透气性、滑移量、返湿量、液体穿透时间要优于双面浸渍拒水整理，在进行单面喷雾整理的过程中，其最佳时间为20s。由于市场上目前纸尿裤面层材料很多都是采用的网孔材料，此后通过对克重为38g/m2的平纹、小网孔、大网孔的纯棉水刺非织造材料分别进行单双面整理，然后研究网孔大小分别对单双面整理的纸尿裤面层的性能的影响，发现单面雾化整理和双面浸渍整理中均选用小网孔比较适合。目前，市场上没有一种能够实现自动化单向导水的工艺，本文自动雾化装置的搭建，并成果制备了具有单向导水的纯棉水刺非织造材料，并进行了纸尿裤的性能测试。此种单向导水的制备工艺，为此后非织造材料的单向导水整理的工业化提供了参考。收起

关键词 : 纸尿裤纯棉水刺非织造材料无氟整理性能测试

10. 水刺高压水腔流场分布及其对非织造材料性能和工程能耗影响的研究

[学位论文] 王向钦东华大学 2012年博士导师: 柯勤飞共146页

摘要 : 产业用纺织品行业已成为纺织工业中最具前瞻性和战略机遇的新兴产业,而水刺非织造技术则是产业用纺织品行业中发展最迅速的非织造加固工艺,2001-2010年间我国水刺非织造布生产能力年均增幅超过30%。水刺加固工艺利用高能量水针的冲击力赋予水刺非织造... 展开产业用纺织品行业已成为纺织工业中最具前瞻性和战略机遇的新兴产业,而水刺非织造技术则是产业用纺织品行业中发展最迅速的非织造加固工艺,2001-2010年间我国水刺非织造布生产能力年均增幅超过30%。水刺加固工艺利用高能量水针的冲击力赋予水刺非织造材料良好的强度、手感及透气性且无任何化学粘合剂,因此水刺非织造材料以其独特的性能广泛应用医疗、卫生、个人护理、服装、家居等民生领域。然而,高能量水针的产生及工艺水净化、循环等工序的高能耗也是水刺非织造材料成本居高不下的重要原因,并在一定程度上制约了水刺技术的进一步发展壮大,日产10-15t水刺非织造材料生产线每小时循环水量为150-250t。因此,研究水腔结构对水刺系统工程能耗的影响对于水刺技术节能减排具有重要意义。高压水腔是水刺非织造技术中分配和利用高压工艺水能量的关键部件,其对工艺水流的分配对水刺非织造材料的性能及工程能耗有重要影响。但由于水腔内部为高压封闭流场,难以通过试验方法对水腔内的流场分布进行观察和分析,因此本文采用数值模拟的方法对水刺非织造技术中的多孔式和狭缝式两种高压水腔内部的流场分布进行研究,进而通过分析其对水刺非织造材料性能及水刺系统工程能耗的影响,验证数值模拟结果的可信性,为水腔结构的优化设计提供理论依据。本文的研究工作主要分三部分:第一,流体力学理论分析和数值模拟,采用数值模拟方法对多孔式和狭缝式高压水腔内三维流场进行分析和表征;并进一步研究水腔主要结构参数对水腔流场的影响及进化策略在水腔优化设计应用中的有效性。第二,研究水腔结构对水刺非织造材料物理机械性能的影响,验证数值模拟结果的可信性。第三,研究实际工程应用中多孔式和狭缝式水腔对水刺系统工程能耗的影响,进一步验证数值模拟结果的可信性,并为水刺系统的节能减排提供理论依据。各部分主要内容及结论如下:(1)建立多孔式和狭缝式高压水腔内流场的计算流体动力学模型,并通过有限体积法对模型的控制方程进行离散,采用稳态、隐式求解器、RealizableK-ε模型和基于交错网格的SIMPLE算法通过专业流体计算软件Fluent模拟了工艺压力为8.0-12.0MPa时两种水腔内流体的分布特征,分析了两种水腔内部的流场分布及其出流面中心线处流体速度和压力沿长度方向的变异系数(CV值)随工艺压力的变化,并通过单因子分析法进一步分析了各结构参数需要优化调整的方向。结果表明狭缝式水腔出流面上流体的速度变异系数约是多孔式水腔的两倍,且随着工艺压力的增大,二者的差距进一步增大,而多孔式水腔的变异系数几乎为常数;二者的压力变异系数在工艺压力为8.0MPa时相差无几,但随着压力的增大,狭缝式水腔出流面上的压力变异系数也是逐渐增加的,多孔式水腔的压力变异系数则同样几乎为常数。值得注意的是二者的压力变异系数值都非常小,均为10-3数量级。在单因子分析的基础上采用进化策略和三维数值模拟相结合的方法分别对多孔式和狭缝式水腔进行优化设计初探。以出流面中心线处流体沿长度方向速度分布的CV值为目标函数,分别以多孔式水腔的分流孔中心距D2、均流棒半径R3和狭缝式水腔的圆筒均流器半径R3’、出流狭缝宽度D’为目标变量,采用(3,12)-ES进化策略进行全局搜索最优目标变量,然后通过建立和模拟新的模型计算每一组变量的目标函数值,并反复执行搜索和模拟计算操作,直到达到终止条件。多孔式水腔的优化在进化了14代后搜索到最优目标变量值(D2=18.4227mm,R3=9.9830mm),狭缝式水腔的优化在进化了17代后搜索到最优目标变量值(R3’=25.5444mm,D’=2.3759mm),优化后多孔式和狭缝式水腔出流面中心线处流体速度的CV值分别为0.9681%和1.7033%。(2)分别采用多孔式和狭缝式水腔在不同工艺压力下制备了15组面密度和花纹结构不同的水刺非织造试验材料,以研究水腔结构对水刺材料性能的影响。对试验所得非织造材料的力学性能、纤维缠结性能、透通性及孔径分布等性能进行了分析。试验结果表明在相同的水腔压力配置时,多孔式水腔试验材料的纵横向强力和纤维缠结系数均大于狭缝式水腔水刺头所加固的非织造材料;试验材料幅宽方向的性能分布与水腔内流场分布及出流面中心线处流体速度和压力分布的CV值具有很好的一致性;多孔式水腔试验材料的强度和缠结系数较大,幅宽方向(CD)透气性较均匀且泡点孔径较小,而数值模拟结果表明多孔式水腔内压力和速度分布比较均匀,且水腔出流面上流体的速度和压力变异系数较小。(3)研究实际工程中多孔式和狭缝式水腔结构对水刺系统工程能耗的影响,跟踪记录了6条水刺工程生产线(其中多孔式和狭缝式水刺生产线各3条)18个月期间每月的产量、耗水量和耗电量。分析得出多孔式水刺系统的单位标准品耗水量、耗电量以及综合能耗均低于狭缝式水刺系统,二者的产品单位可比水耗、电耗、综合能耗的比值分别为0.59、0.86、0.85。究其原因主要有三点:第一,在加工相同的产品时需要较大的工艺压力,从而导致工艺用水量增加;第二,工艺耗水量增加导致过滤系统反冲洗频率增加,从而进一步增加耗水量;第三,狭缝式水刺系统的水刺非织造材料离开水刺区时含水量比较大。工程应用表明水腔结构对水刺系统的工程能耗有明显影响。收起

关键词 : 水刺非织造材料水腔结构流场分布工程能耗