Выдувание расплава

Выдув из расплава — это традиционный метод изготовления микро- и нановолокон, при котором расплав полимера выдавливается через небольшие сопла, окруженные высокоскоростным выдувным газом. Беспорядочно расположенные волокна образуют нетканый листовой продукт, применимый для фильтрации, сорбентов, одежды и систем доставки лекарств. Существенными преимуществами выдувания из расплава являются простота, высокая удельная производительность. ^{[ жаргон ]} и работа без растворителей. Выбрав подходящую комбинацию полимеров с оптимизированными реологическими и поверхностными свойствами, ученые смогли производить волокна, полученные методом экструзии из расплава, 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 явление справедливо и для выдувания полимеров из расплава. Первым исследованием выдувания расплава была попытка военно-морского флота США произвести материалы тонкой фильтрации для измерения радиации на беспилотных летательных аппаратах в 1950-х годах. ^{[ 3 ]} Позже корпорация Exxon разработала первый промышленный процесс, основанный на принципе выдувания расплава с высокой производительностью. ^{[ 4 ]} Китай производит 40% нетканых материалов в мире, большая часть которых производится в провинции Хэбэй (2018 г.). ^{[ 5 ]}

Полимеры

Полимеры с термопластичными свойствами применимы для выдувания из расплава. Основные типы полимеров, обычно обрабатываемые методом выдувания из расплава: ^{[ 6 ]}

Процесс

Выдув из расплава — это производственный процесс, используемый для создания нетканых материалов и материалов. Он особенно известен своей способностью производить тонкие волокна, которые можно использовать в различных областях. Вот обзор того, как работает выдувание расплава: ^{[ 7 ]}

Экструзия расплава : процесс начинается с плавления полимерной смолы и ее экструзии через фильеру, представляющую собой устройство с крошечными отверстиями.
Высокоскоростной поток воздуха : одновременно на потоки экструдированного полимера подается высокоскоростной горячий воздух или газ.
Формирование волокон : Сила воздуха растягивает и удлиняет расплавленный полимер в очень тонкие волокна, которые затем собираются на движущейся конвейерной ленте или барабане.

Использование

Основные области применения нетканых материалов, полученных экструзией из расплава, и других инновационных подходов заключаются в следующем. ^{[ 8 ]}

Фильтрация

Нетканые материалы, полученные методом экструзии из расплава, являются пористыми. 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 выросла с нескольких тысяч долларов США за тонну примерно до 100 тысяч долларов США за тонну.

Сорбенты

Нетканые материалы могут удерживать жидкость, в несколько раз превышающую их собственный вес. Таким образом, изделия из полипропилена идеально подходят для сбора масляных загрязнений. ^{[ 9 ]}^{[ 10 ]}

Средства гигиены

Высокая впитывающая способность тканей, полученных методом экструзии из расплава, используется при производстве одноразовых подгузников и средств женской гигиены. ^{[ 11 ]}

Одежда

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

Доставка лекарств

Выдув из расплава может производить волокна с лекарственным средством для контролируемой доставки лекарств . ^{[ 12 ]} Высокая производительность по производству лекарств (экструзионная подача), работа без растворителей и увеличенная площадь поверхности продукта делают выдувание из расплава перспективным новым методом создания рецептур.

Ссылки

^ Солтани, Иман; Макоско, Кристофер В. (2018). «Влияние реологии и свойств поверхности на морфологию нановолокон, полученных из нетканых материалов, полученных методом экструзии из расплава с островами в море» . Полимер . 145 : 21–30. doi : 10.1016/j.polymer.2018.04.051 . S2CID 139262140 .
^ Симозуру, Д. (1994). «Физические параметры, определяющие образование волос и слез Пеле». Бюллетень вулканологии . 56 (3): 217–219. Бибкод : 1994BVol...56..217S . дои : 10.1007/s004450050030 .
^ Шаумбо, Р.Л. (1988). «Макроскопический взгляд на процесс выдувания из расплава для производства микроволокон». Индийский англ. хим. Рез . 27 (12): 2363–2372. дои : 10.1021/ie00084a021 .
^ Эллисон С.Дж., Фатак А., Джайлз Д.В., Макоско С.В., Бейтс Ф.С. (2007). «Нановолокна, полученные экструзией из расплава: распределение диаметров волокон и начало разрушения волокон». Полимер . 48 (11): 3306–3316. doi : 10.1016/j.polymer.2007.04.005 .
^ «Китайская компания по страхованию экспортных кредитов публикует анализ и прогноз рисков спроса и предложения масок на внутреннем рынке» . Текстильная сеть Китай . 17 февраля 2020 г.
^ Даттон, Кэтрин К. (2008). «Обзор и анализ процесса и параметров мельтблауна» . Журнал текстиля и одежды, технологий и менеджмента . 6 .
^ Процесс производства нетканого материала, полученный методом экструзии с раздувом из расплава . Получено 7 июня 2016 г.
^ Маккалок, Джон Г. (1999). «История развития технологии выдувания расплава» . Международный журнал нетканых материалов . 8 : 1558925099ОС–80. дои : 10.1177/1558925099os-800123 .
^ Вэй, QF; Мэзер, Р.Р.; Фотерингем, А.Ф. и Ян, Р.Д. (2003). «Оценка нетканых полипропиленовых нефтесорбентов при ликвидации морских разливов нефти». Бюллетень о загрязнении морской среды . 46 (6): 780–783. дои : 10.1016/s0025-326x(03)00042-0 . ПМИД 12787586 .
^ Сарбатлы Р.; Камин З. и Кришнайя Д. (2016). «Обзор полимерных нановолокон, полученных методом электропрядения, и их применение при разделении нефти и воды для очистки морских разливов нефти». Бюллетень о загрязнении морской среды . 106 (1–2): 8–16. дои : 10.1016/j.marpolbul.2016.03.037 . ПМИД 27016959 .
^ Веманн, Майкл; Маккалок, В. Джон Г. (2012). «Технология выдувания расплава». В Каргер-Кочиш, Дж. (ред.). Полипропилен: ссылка на А-Я . Серия полимерных наук и технологий. Том. 2. Springer Science & Business Media. стр. 415–420. дои : 10.1007/978-94-011-4421-6_58 . ISBN 978-94-010-5899-5 .
^ Балог, А.; Фаркас, Б.; Фараго, К.; Фаркас, А.; Вагнер, И.; Ван Аш, И.; и др. (2015). «Маты из полимерного волокна, наполненного лекарственными средствами, полученные методом экструзии из расплава и электропрядения, для улучшения растворения: сравнительное исследование» (PDF) . Журнал фармацевтических наук . 104 (5): 1767–1776. дои : 10.1002/jps.24399 . ПМИД 25761776 .

Внешние ссылки

Что такое экструзия из расплава и как ее используют для изготовления масок?

[1] Солтани, Иман; Макоско, Кристофер В. (2018). «Влияние реологии и свойств поверхности на морфологию нановолокон, полученных из нетканых материалов, полученных методом экструзии из расплава с островами в море» . Полимер . 145 : 21–30. doi : 10.1016/j.polymer.2018.04.051 . S2CID 139262140 .

[2] Симозуру, Д. (1994). «Физические параметры, определяющие образование волос и слез Пеле». Бюллетень вулканологии . 56 (3): 217–219. Бибкод : 1994BVol...56..217S . дои : 10.1007/s004450050030 .

[3] Шаумбо, Р.Л. (1988). «Макроскопический взгляд на процесс выдувания из расплава для производства микроволокон». Индийский англ. хим. Рез . 27 (12): 2363–2372. дои : 10.1021/ie00084a021 .

[4] Эллисон С.Дж., Фатак А., Джайлз Д.В., Макоско С.В., Бейтс Ф.С. (2007). «Нановолокна, полученные экструзией из расплава: распределение диаметров волокон и начало разрушения волокон». Полимер . 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 масок на внутреннем рынке» . Текстильная сеть Китай . 17 февраля 2020 г.

[6] Даттон, Кэтрин К. (2008). «Обзор и анализ процесса и параметров мельтблауна» . Журнал текстиля и одежды, технологий и менеджмента . 6 .

[7] Процесс производства нетканого материала, полученный методом экструзии с раздувом из расплава . Получено 7 июня 2016 г.

[8] Маккалок, Джон Г. (1999). «История развития технологии выдувания расплава» . Международный журнал нетканых материалов . 8 : 1558925099ОС–80. дои : 10.1177/1558925099os-800123 .

[9] Вэй, QF; Мэзер, Р.Р.; Фотерингем, А.Ф. и Ян, Р.Д. (2003). «Оценка нетканых полипропиленовых нефтесорбентов при ликвидации морских разливов нефти». Бюллетень о загрязнении морской среды . 46 (6): 780–783. дои : 10.1016/s0025-326x(03)00042-0 . ПМИД 12787586 .

[10] Сарбатлы Р.; Камин З. и Кришнайя Д. (2016). «Обзор полимерных нановолокон, полученных методом электропрядения, и их применение при разделении нефти и воды для очистки морских разливов нефти». Бюллетень о загрязнении морской среды . 106 (1–2): 8–16. дои : 10.1016/j.marpolbul.2016.03.037 . ПМИД 27016959 .

[11] Веманн, Майкл; Маккалок, В. Джон Г. (2012). «Технология выдувания расплава». В Каргер-Кочиш, Дж. (ред.). Полипропилен: ссылка на А-Я . Серия полимерных наук и технологий. Том. 2. Springer Science & Business Media. стр. 415–420. дои : 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 Аш, И.; и др. (2015). «Маты из полимерного волокна, наполненного лекарственными средствами, полученные методом экструзии из расплава и электропрядения, для улучшения растворения: сравнительное исследование» (PDF) . Журнал фармацевтических наук . 104 (5): 1767–1776. дои : 10.1002/jps.24399 . ПМИД 25761776 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]