随着我国经济发展,人们对非织造卫生材料性能提出更高要求。ES无纺布具有柔软舒适、足够拉伸强度和易加工等优点,逐渐成为新一代卫生用品覆面材料。然而,其疏水性或吸湿性差等局限需要通过亲水整理加以克服。本论文以研发一款能满足高端卫生用品生产工艺要求的多功能ES无纺布亲水整理剂为目标,分析了影响ES无纺布多次亲水性能的关键因素,研究了表面活性剂分子结构与其在溶液在ES纤维界面上几个相关热力学和动力学性能间的关系,开展了以下3方面研究工作:1.选取一系列阴离子型、非离子型和阳离子型表面活性剂,测定单组份和双组份表面活性剂在水溶液中的表面张力随浓度的变化曲线和在PE/PP界面上的接触角随时间的变化曲线,以获取表面活性剂表面自由能与表面活性剂分子结构的关系、表面活性剂在ES薄膜上的渗透/成膜/铺展等动力学性能与表面活性剂表面自由能及分子结构的关系、为洞察整理剂的亲水性与上述过程的关系奠定基础。2.选取一系列单组份和双组份表面活性剂溶液对ES无纺布进行亲水整理,并测定多次透水时间,以获取表面活性剂结构和配伍对ES无纺布多次亲水性影响。以此为基础,开展整理剂研制,主要围绕渗透时间、回渗量和纤维表面比电阻等工业指标,对ES无纺布的亲水整理效果进行评价和整理剂优化,以获得一款性能优良的ES无纺布亲水整理剂。3.开展ES无纺布亲水整理剂综合性能和与国外产品性能的比较研究,研究内容包括溶液表面张力、临界胶束浓度、聚集数和粒径分布,亲水整理剂在PE/PP薄膜上的动态接触角,亲水整理后ES无纺布的形貌,探索多组分表面活性剂的协调作用机制、表面活性剂结构和配伍与ES无纺布综合性能间的关系等。本文主要结论如下:(1)亲水整理剂溶液的表面张力显著低于PE/PP膜的界面张力(30 mN/m以下)是表面活性剂互配的首要条件。我们发现,表面活性剂水溶液的平衡表面张力越低于PE/PP膜的界面张力,差值越大,越有利于其在PE/PP膜上成膜、铺展;建立了描述表面活性剂动态润湿性能的数学模型,在模型中提出用平衡接触角和衰减常数K评价PE/PP界面润湿性能。具有较高表面活性的快T、聚醚硅油类和16碳阳离子表面活性剂分别能将水的表面张力降到26.8 mN/m、23 mN/m以下和30.5 mN/m,且低浓度时在PE/PP膜上有效铺展;疏水端含有支链的23E2S降低水表面张力能力和在PE/PP膜上的铺展性能稍好于直链AES。快T与6种阴离子表面活性剂复配,提高了单组份阴离子表面活性剂的表面张力和在PE/PP膜上铺展能力;SDS与阳离子系列表面活性剂在质量比2:3时,可有效降低复配体系表面张力和提高在PE/PP膜铺展能力。(2)阴阳离子表面活性剂互配、疏水端体积大和亲水端EO数在7-8的表面活性剂能提供优良的多次亲水性能。以快T和聚醚硅油为基础的亲水整理剂整理剂,整理后ES无纺布其5次渗透时间可低于5 s;以阴、阳离子表面活性剂为基础亲水整理剂整理剂,整理后ES无纺布5次渗透时间可低于3 s。研发的含阴阳离子表面活性剂复配的ES无纺布亲水整理剂,其整理后的ES无纺布第五次穿透时间已小于3 s,回渗量在0.11 g以内,满足了高端卫生用品覆面材料对穿透时间(≤3 s)、回渗量(≤0.13 g)和表面比电阻(<10~9Ω.cm)等指标的要求。(3)表面活性剂胶束聚集数大小是控制亲水整理剂多次亲水性能的决定因素。HA-1~HA-6整理剂溶液展示很大的胶束聚集数,胶束粒径分布在1μm~10μm大尺寸范围。阴、阳离子表面活性剂相反电荷的相互作用有利于亲水性大“团簇体”的形成,并促进其疏水端在ES纤维表面的附着牢度,表现出极高的耐洗性。整理后ES无纺布的SEM图发现纤维表面附着在“团簇体”,纤维表面变粗糙,形貌与整理剂2099整理后的ES无纺布的SEM图相似。本文论首次研究不同结构表面活性剂降低溶液表面张力和在ES薄膜上的渗透/成膜能力对ES无纺布多次亲水性能的影响,为ES无纺布亲水整理剂研发提供理论基础。已制备研发6款能满足高端卫生用品生产工艺要求的多功能ES纤维无纺布亲水整理剂,同时认为,本论文研究的ES无纺布整理剂有很好的应用前景。