聚丙烯纤维非织造布增强材料的生产工艺详解

聚丙烯纤维与玻璃纤维复合增强材料的主要原料是聚丙烯纤维和玻璃纤维，以聚丙烯纤维为基体，用玻璃纤维进行增强。应用量最大的是聚丙烯纤维与玻璃纤维复合增强材料，其聚丙烯的用量已占聚丙烯总产量的40%～50%。玻璃纤维虽具有较高的强度、良好的耐高温性，但其缺点是密度太大，不符合汽车轻体化的要求，而聚丙烯纤维的密度为0.9g/m3，仅为E-玻璃纤维的30%，两者混合制成非织造布增强材料，不仅克服了玻璃纤维非织造布增强材料的重量问题，而且节能减排，减少空气污染。聚丙烯纤维与玻璃纤维混合制成的非织造布增强材料，2016年在汽车工业中的用量为252万吨。聚丙烯玻璃纤维非织造布增强材料的英文缩写GMT（Glass Mat Reinforced Thermoplastics），也有人称其为GPF板，即玻璃纤维（Glass fiber）和聚丙烯（PP）纤维复合板增强材料。

1.普通机械铺网生产工艺流程　纤维开包→混合→粗开松→除尘→大仓混棉→精开松→除尘→梳理→成网→预针刺→主针刺→切边卷绕→半成品（或成品）。

半成品退卷→热熔烘箱（链板式）→冷轧→成品→检验→包装。

2.垂直成网生产工艺流程及原理　为了保证强度的情况下，减轻聚丙烯玻璃纤维非织造布增强材料的重量，可采用垂直成网技术。垂直成网不仅提高了非织造布产品的蓬松度，而且增强了产品的回弹性和压缩回复率，使产品在低平方米质量的情况下具有一定的厚度，非常符合汽车轻体化、降低能耗、减少排量的要求。聚丙烯玻璃纤维非织造布垂直成网生产工艺流程为：纤维原料→混合→开松→初级梳理→交叉铺网→二次梳理→垂直铺网→专用烘箱→冷却→卷绕→成品→检验→分切→包装。

垂直成网技术是通过垂直成网系统使纤维在非织造布中不再是处于纤网平面分布排列，而是大部分纤维与纤网平面呈垂直方向分布排列，具体结构如图8-1所示。

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图8-1　普通机械铺网与垂直成网中纤维排列分布示意图

采用垂直成网系统制成的非织造布与普通成网非织造布相比较，使用同样的聚丙烯玻璃纤维，在回弹率相同的条件下，垂直成网法非织造布可以减少20%～25%的纤维用量，其回弹率可以高达90%～95%。垂直成网技术的工作原理如图8-2所示。

图8-2　垂直成网法工作原理示意图

所谓垂直成网法是将梳理后的普通纤网，利用垂直成网系统，连续折叠，再将折叠后的褶子推挤成一定紧密度的垂直纤网，经过专用烘箱进行热风处理，使聚丙烯玻璃纤维网中的聚丙烯表面熔融。聚丙烯纤维是一种热粘合纤维，熔融后起到一种黏合剂的作用，使纤网交叉点上形成熔融黏着，从而使纤网得到固结，制成垂直成网法非织造布，冷却后，非交叉点的纤网仍保持原来的状态，这是一种点状结合，而不是区域黏合的形式，因此，制成的垂直成网法非织造布产品，具有良好的蓬松性、回弹性，强度大、刚性强，非常适合用作汽车增强材料。

垂直成网法非织造布厚度为5～65mm、平方米质量为120～3000g/m2、密度为120～1600g/cm3。