stringtranslate.com

Выдувание расплава

Процесс выдувания расплава

Meltblown — это традиционный метод изготовления микро- и нановолокон, при котором расплав полимера экструдируется через небольшие сопла, окруженные высокоскоростным продувочным газом. Случайно размещенные волокна образуют нетканый листовой продукт , применимый для фильтрации, сорбентов, одежды и систем доставки лекарств. Существенными преимуществами Meltblown являются простота, высокая удельная производительность [ жаргон ] и работа без растворителей. Выбирая подходящую комбинацию полимеров с оптимизированными реологическими и поверхностными свойствами, ученые смогли производить Meltblown-волокна со средним диаметром всего 36 нм. [1]

История

Во время вулканической активности волокнистый материал может быть вытянут сильным ветром из расплавленной базальтовой магмы, называемой волосами Пеле . [2] То же самое явление применимо к выдуву расплавленных полимеров. Первым исследованием выдува расплава была военно-морская попытка в США изготовить тонкие фильтрационные материалы для радиационных измерений на беспилотных летательных аппаратах в 1950-х годах. [3] Позднее корпорация Exxon разработала первый промышленный процесс, основанный на принципе выдува расплава с высокой производительностью. [4] Китай производит 40% нетканого материала в мире, причем большая часть производится в провинции Хэбэй (2018). [5]

Полимеры

Полимеры с термопластичным поведением применимы для выдува расплава. Основные типы полимеров, обычно обрабатываемые выдувом расплава: [6]

Процесс

Meltblown — это производственный процесс, используемый для создания нетканых материалов и полотен. Он особенно известен своей способностью производить тонкие волокна, которые могут использоваться в различных приложениях. Вот обзор того, как работает Meltblown: [7]

Использует

Микроскопическое изображение внешнего слоя хирургической маски, изготовленной из полимерных нитей, полученных методом выдува расплава.

Ниже приведены основные области применения нетканых материалов, полученных методом выдува расплава, и других инновационных подходов. [8]

Фильтрация

Нетканые материалы из мельтблауна пористые. В результате они могут фильтровать жидкости и газы. Их применение включает очистку воды, маски и фильтры для кондиционирования воздуха. Во время пандемии COVID-19 цена на мельтблаун подскочила с нескольких тысяч долларов США за тонну до примерно 100 тысяч долларов США за тонну.

Сорбенты

Нетканые материалы могут удерживать жидкости в несколько раз больше собственного веса. Таким образом, полипропиленовые материалы идеально подходят для сбора масляных загрязнений. [9] [10]

Средства гигиены

Высокая впитываемость тканей, полученных методом мельтблауна, используется в одноразовых подгузниках и средствах женской гигиены. [11]

Одежды

Ткани, полученные методом мельтблауна, обладают тремя качествами, которые делают их полезными для изготовления одежды, особенно в суровых условиях: теплоизоляция , относительная влагостойкость и воздухопроницаемость.

Доставка лекарств

Методом выдувания из расплава можно производить волокна, содержащие лекарственные вещества, для контролируемой доставки лекарственных средств . [12] Высокая скорость пропускания лекарственных средств (экструзионная подача), работа без растворителей и увеличенная площадь поверхности продукта делают метод выдувания из расплава перспективной новой технологией приготовления рецептур.

Ссылки

  1. ^ Солтани, Иман; Макоско, Кристофер В. (2018). «Влияние реологии и поверхностных свойств на морфологию нановолокон, полученных из нетканых материалов, полученных методом мелтблауна с островов в море». Полимер . 145 : 21–30. doi : 10.1016/j.polymer.2018.04.051 . S2CID  139262140.
  2. ^ Shimozuru, D. (1994). "Физические параметры, управляющие образованием волос и слез Пеле". Bulletin of Volcanology . 56 (3): 217–219. Bibcode :1994BVol...56..217S. doi :10.1007/s004450050030.
  3. ^ Шаумбо, Р. Л. (1988). «Макроскопический вид процесса выдувания расплава для производства микроволокон». Ind. Eng. Chem. Res . 27 (12): 2363–2372. doi :10.1021/ie00084a021.
  4. ^ Ellison CJ, Phatak A, Giles DW, Macosko CW, Bates FS (2007). «Нановолокна, полученные методом выдувного расплава: распределение диаметров волокон и начало разрыва волокон». Polymer . 48 (11): 3306–3316. doi :10.1016/j.polymer.2007.04.005.
  5. ^ "Китайская компания по страхованию экспортных кредитов публикует анализ и прогноз рисков спроса и предложения на внутреннем рынке масок". Textile Net China . 17 февраля 2020 г.
  6. ^ Даттон, Кэтрин С. (2008). «Обзор и анализ процесса мелтблаун и его параметров». Журнал текстиля и одежды, технологии и менеджмента . 6 .
  7. ^ Процесс получения нетканого материала методом выдува расплава Получено 7 июня 2016 г.
  8. ^ Маккалок, Джон Г. (1999). «История развития технологии выдува расплава». International Nonwovens Journal . 8 : 1558925099OS–80. doi : 10.1177/1558925099os-800123 .
  9. ^ Вэй, К. Ф.; Мазер, Р. Р.; Фотерингем, А. Ф. и Янг, Р. Д. (2003). «Оценка нетканых полипропиленовых нефтяных сорбентов при восстановлении морских нефтяных разливов». Бюллетень по загрязнению морской среды . 46 (6): 780–783. doi :10.1016/s0025-326x(03)00042-0. PMID  12787586.
  10. ^ Sarbatly R.; Kamin, Z. & Krishnaiah D. (2016). «Обзор полимерных нановолокон, полученных электропрядением, и их применение в разделении нефти и воды для очистки морских нефтяных разливов». Marine Pollution Bulletin . 106 (1–2): 8–16. doi :10.1016/j.marpolbul.2016.03.037. PMID  27016959.
  11. ^ Wehmann, Michael; McCulloch, W. John G. (2012). «Технология выдувания расплава». В Karger-Kocsis, J. (ред.). Полипропилен: справочник от AZ . Серия «Наука о полимерах и технологии». Том 2. Springer Science & Business Media. стр. 415–420. doi :10.1007/978-94-011-4421-6_58. ISBN 978-94-010-5899-5.
  12. ^ Балог, А.; Фаркас, Б.; Фараго, К.; Фаркас, А.; Вагнер, И.; Ван Ашше, И.; и др. (2015). «Маты из полимерных волокон, наполненных лекарственными средствами, полученные методом выдувания из расплава и электропрядения, для улучшения растворения: сравнительное исследование» (PDF) . Журнал фармацевтических наук . 104 (5): 1767–1776. doi :10.1002/jps.24399. PMID  25761776.

Внешние ссылки