SMS非织造布横纵向机械性能的差别分析

严娜娜，李建强，周晓洁

(武汉科技学院，湖北 武汉 430073)

SMS非织造布横纵向机械性能的差别分析

严娜娜，李建强*，周晓洁

(武汉科技学院，湖北 武汉 430073)

通过对比SMS非织造布的横向机械性能和纵向机械性能，并分析SMS非织造布的热压点尺寸及形状等直观表达非织造布热压点分布状态的数据，找出了非织造布横向及纵向机械性能差别与热压点分布的关系，为SMS非织造布机械性能的进一步研究提供了可行的评测手段。

非织造布；机械性能；热压点

1 引言

SMS非织造布在拉伸时表现出相应的结构变化及力学变化特性，影响SMS非织造布结构和性能的因素基本有三种：选用的纤维原料、种类和规格性能；采用的成网方法和工艺参数；采用的固网方法和工艺参数。而固网加固点部分是形成产品强度与特点的主要因素，通过提高温度并进行加压形成纤维外部网格即是热压点，SMS非织造布横纵向热压点分布是不同的。

在选用SMS非织造布为等同的情况下，通过结合一些非织造布产品的测试与分析，针对非织造布基本结构的形成及其与特性间的关系进行了探索,得到 SMS非织造布横向与纵向下机械性能差别的原因[1-7]。

2 实验方法

选取同系列的非织造布，在常态下测量非织造布横向和纵向的拉伸性能。将一定尺寸的试样，按等速伸长方式拉伸至断裂，测其承受的最大力—断裂强力及产生对应的长度增量—断裂伸长。并画出织物的强力—伸长曲线，算出多位拉伸指标[8]。

3 试验参数

3.1 仪器

织物拉伸性能使用YG065N型电子织物强力试验仪，测试织物的断裂强力、断裂功、断裂伸长率。隔距长度为:100mm，拉伸速度为:100mm/min，预加张力:2N。

3.2 实验材料

选取白色26号SMS50g∕㎡的非织造布。拉伸性能实验尺寸：150㎜×50㎜；撕破性能尺寸：100㎜×75㎜.

SMS非织造布结构图如下。

4 实验数据

实验数据见表1和表2。

5 结果分析

根据表1、表2的实验数据，得到断裂强力、断裂伸长、断裂伸长率、断裂时间、断裂功的对比柱形图和折线图（如图1~图5）。

影响 SMS非织造布结构和性能的因素基本有三种：选用的纤维原料、种类和规格性能；采用的成网方法和工艺参数；采用的固网方法和工艺参数。而固网加固点部分是形成产品强度与特点的主要因素，通过提高温度并进行加压形成纤维外部网格即是热压点，SMS非织造布的横纵向热压点分布是不同的。

表1 SMS非织造布在干态的横纵向拉伸断裂强度

表2 SMS非织造布在湿态的横纵向拉伸断裂强度

图1 SMS横向与纵向断裂强力对比

图2 SMS横向与纵向断裂伸长对比

图3 SMS横向与纵向断裂伸长率对比

图4 SMS横向与纵向断裂时间对比

图5 SMS横向与纵向断裂功对比

由图1~图5的明显对比可以知道，SMS非织造布的横向和纵向的机械性能有一定的差别，在干态下，断裂伸长、断裂伸长率、断裂时间横向比纵向小一点，但相差不大，但纵向的断裂强力、初始模量、断裂功、拉伸强度均比横向的大很多，原因是因为 SMS非织造布的机械性能和其热压点的形状、密度有很大的关系。

SMS非织造布的热压节点分布如图6所示，分析可知[9]：

(1) 热压点分布对SMS非织造布断裂强度和断裂伸长的影响，在图中可以看到实验中所用的SMS非织造布的热压点分布均匀，形状呈椭圆形，但是仔细观察发现 SMS非织造布节点分布在横纵向是不一样的，图中红色网格线代表节点分布示意图，由图中标示出的红色网格可以明显看出，红色网格中的小格子呈长方形，说明横纵向节点分布不一致，在纵向上节点分布要比横向密集一点，所以SMS非织造布纵向拉伸断裂强度较大与横向拉伸断裂强度[10-12]。

同时非织造布的断裂伸长取决于除去节点后的非节点部分的纤维区域，由于纵向节点密集度高于横向使得相同长度上 SMS非织造上除去节点所占长度后非节点部分的纤维区域所占长度比例大于纵向，所以SMS非织造布横向断裂伸长稍大于纵向。

图6 SMS非织造布的热压节点

图7 SMS节点形状及其分布方向

(2) SMS非织造布的热压点形状呈椭圆形，分析其形状及其在SMS分布方向，如图7所示。观察图7可知，虽然节点为椭圆形，但是其分布方向约和水平方向呈45°夹角，所以，对比图中蓝色线条区域和绿色线条区域可知，这个椭圆形的受力区域在横向和纵向上是一致的。因此椭圆形的节点加上呈45°的分布使得其对于 SMS非织造的机械性能在横向和纵向上基本没有区别[13-16]。

6 结论

织物在使用过程中经常受到各种不同的物理、机械、化学作用而逐渐受到破坏，一般情况下，机械力的作用是主要的，拉伸性能是反映织物的耐久性和坚牢度的一个重要指标。在样本断裂强力实验中，试样被夹持在上下夹持板中间，上夹持板固定不动，下夹持板向下运动形成向下的拉力。在试样被拉伸的过程中，强力仪要克服纤维间的几种力或几种力的组合，使织物被拉断。断裂强度和断裂伸长是反映织物强力性能的两者主要指标，实验表明SMS非织造布干态时断裂强力与浸泡12h后的断裂强力相差不大。但是横向和纵向的断裂强力差别却很大，通过热压点分布，我们可以认为在同等外力条件下，热压点分布密度大则拉伸断裂强度越大，更能抵抗外力的破坏作用，更坚牢耐用。

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Differentiation Analysis of Horizontal and Vertical Mechanical Properties of SMS Nonwoven

YAN Na-na, LI Jian-qiang, ZHOU Xiao-jie
(Wuhan University of Science and Engineering, Wuhan 430073, China)

By comparing the horizontal and vertical mechanical properties of SMS nonwoven as well as analyzing its hot-pressing sizes and shapes, the distribution of hot-pressing in nonwoven is intuitively expressed. In consequence, the differentiation between the horizontal and vertical mechanical properties in relation to hot-pressing distributions of SMS nonwoven is revealed, which provides a feasible evaluation means for further study on mechanical properties of SMS nonwoven.

nonwoven; mechanical properties; hot-pressing

TS171

A

1009－5160(2010)01－0014－04

*通讯作者：李建强（1964-），男，教授，研究方向：纺织材料、产业用访织品.

湖北省教育厅重点项目（D20081701）.