儿童尿不湿原理设计

儿童尿不湿材料的设计原理及制备纸尿裤的历史及未来发展方向•1936年由于战争的原因物资紧张及运输困难，棉芯、棉布是战略物质供应贫乏，故第一片简陋的一次性婴儿尿裤在瑞典诞生，它是由皱纹卫生纸作为纤维素填充料吸收尿液。1960年美国宝洁公司引入翼式尿裤，使用无纺布与绒毛浆作为液体渗透层及吸收层并以安全别针固定。至1980年尿裤的形态与结构的发展已趋于初步成熟，这时日本优妮佳的婴儿纸尿裤“母婴宁MOONY”引入高分子吸水树脂为的是让尿裤有更好的吸水性。之后透气膜、立体防漏隔边、导流对尿裤的切实需求。96构、功能等方面的发展基本成熟纸尿裤产品分布情况Fluff绒毛浆SapNonwovenBacksheet背膜无纺布PrintedbreathablePE印刷透气膜glue胶Elastics松紧线Glue胶Elastics松紧线TopsheetHydrophilicNW亲水无纺布TransferLayer导流层Glue胶纸尿裤原材料介绍•绒毛浆–材质：木质纤维（南方松）–主要作用：•吸收、传导尿液•作为分散、固定吸水剂的载体–吸收倍率：10~12g(H2O)/g–在压力下无法保持尿液（返渗）•SAP（SuperAbsorbentPolymer)–材质：丙稀酸及丙稀酸钠的聚合物–主要作用：•吸收、保持尿液•自由吸收倍率：40g（生理盐水）/g左右•压力下（0.7psi)的吸收倍率：20~25g（生理盐水）/g–压力下能保持尿液–无法传导尿液纸尿裤原材料介绍•导流层–材质：无纺布（PP/PE/PET）–主要作用：•帮助液体的扩散•提高吸收芯体的使用效率–能透过、传导尿液，但不保持尿液纸尿裤原材料介绍•背膜–材质：聚乙烯–作用：阻挡尿液从背部漏出，防止弄湿衣裤•弹性腰围–材质：聚氨酯海绵–作用：使穿着合身、提高腰部的防漏能力纸尿裤原材料介绍•顶膜（亲水性无纺布+立体防侧漏）–亲水性无纺布•液体能快速渗透•无法阻止回渗–立体防侧漏（疏水性无纺布）•阻挡尿液的渗透•提供腿部防漏能力纸尿裤原材料介绍•松紧线–材质：天然橡胶/氨纶纤维–作用：使穿着合身、提高腿部的防漏能力•热熔胶–材质：合成橡胶–作用：使各种不同的材料粘合成一个整体纸尿裤原材料介绍•胶带–材质：PP+粘胶剂–作用：•使前后腰形成一个封闭的系统•方便穿脱、能重复多次使用•卫生纸–作用：防止SAP刺破背膜、增加芯体强度纸尿裤原材料介绍•高吸水性高分子简称SAP，也叫高吸水性树脂，超强吸水机，高吸水性聚合物），是一种能够吸收并保留相对于其本身质量要大得很多的液体的新型功能高分子材料。通常在引发剂的存在下由丙烯酸和氢氧化钠混合进行聚合来生成聚合丙烯酸钠盐（有时指的是丙烯腈）。•吸水原理：高吸水性树脂的吸水、保水原理•高吸水性树脂为轻度交联结构的高分子聚合物,它是由水溶性聚合物在一定条件下接枝、共聚、交联形成的不溶于水但能高度溶涨的聚合物,其分子结构上具有疏水基团和很多亲水基团(如羟基、羧基、酰胺基等),在保水剂内部形成了三维空间网状结构。亲水基团与水分子接触时相互作用形成各种水合状态;而疏水部分因疏水作用而易于折向内侧,成为局部不溶性的微粒结构,导致进入的水分子失去活动性,局部冻结,形成伪冰(Falseice)。分子网络能将吸收的水分全部凝胶化,成为高吸水性的状态。•以亲水化方法分类,SAP可分为亲水性单体直接聚合类,疏水性聚合物亲水化法类,聚合物与亲水性单体接枝共聚类,含腈基、酯基、酰胺基的高分子水解反应类等。•以交联方式分类,SAP可分为用交联剂进行网状化反应结构、自交联网状化反应结构、辐射交联网状化反应结构、水溶性聚合物导入疏水基结构或结以制品形态分类,SAP可分为粉末状、纤维状、膜片状、微球状等。•以制备方法分类,SAP可分为合成高分子聚合交联、羧甲基化、淀粉接枝共聚、纤维素接枝共聚等。•以降解性能分类,SAP可分为非降解型(包括丙烯酸钠、甲基丙烯酸甲酯等聚合产品)、可降解型(包括淀粉、纤维素等天然高分子的接枝共聚产物)。制法溶液聚合反相悬浮聚合本体聚合反相乳液聚合•除了以上介绍的一些传统合成方法和微波合成技术外,还有人探索采用其他辅助技术]如丙烯酰胺固相超声波合成法、、
射射线照射淀粉接枝丙烯酸法、紫外光引发淀粉接枝丙烯腈法以及超临界•流体中的高吸水性树脂生产法等。高分子吸水能力的影响因素1.合成工艺条件的影响1)单体。单体的浓度是生产合成系超强吸水高分子材料的关键。2)中和度。由于吸水树脂的吸水能力与高分子电解质的电荷密度有关,所以中和度对于吸水倍率有很大影响。3)交联剂。交联剂用量的大小,决定了树脂的空间网络的大小,从而对树脂的吸水率有很大影响。4)引发剂。引发剂用量过大,吸水倍率下降。引发剂用量过小,吸水倍率也会下降。5）分散稳定剂。6）油水比7）反应温度等等。2.外部溶液的影响1）水溶液中盐的种类和浓度的影响。由于电解质类水溶液使水向高分子内部的渗透压降低,使高分子的吸水能力降低。吸水能力的顺序为:K+Na+Mg2+Ca2+2）溶液中pH值的影响，一般溶液pH值为6～7时吸水能力最强。溶液酸性较强或碱性较强,吸水能力都显著降低。材料吸水能力的差异与原因由材料的结构和吸水原理可知，影响树脂吸水能力的因素有很多，主要有交联密度.结构组成.溶液性质.表面形态.制备方法.流体力学体积等。如未经交联的树脂基本上没有吸水功能，而交联后，吸水率会成千倍的上升，但随着交联密度的增加，吸水率反而下降。在聚丙烯酸树脂中引入亲水性非离子型单体共聚，可提高吸水速度，但影响了吸水能力。引入非离子单体还可以改善耐盐性。引入强电解质基团可提高树脂的吸水能力。采用反向悬浮聚合法制得的产品吸水速度快，吸水能力高，通过干燥即可得到粒状产品，但反应时间较长，工艺复杂，适于实验室条件。采用溶液聚合制备工艺简单，生产成本低，适于工业化生产。总体来说，影响吸水高分子材料的吸水性的因素很多，但主要还是交联密度和外部溶液对其影响最大。吸水高分子材料的应用1、医疗卫生应用范围:卫生巾、尿垫、尿裤、医用床垫、吸水纸、缓释性药物、药膏、水袋、冷热敷袋等.2、农林、园林应用范围:土壤保水剂、种子包衣、无土栽培、人工草坪等.3、工业应用范围:止水膨胀橡胶、光缆用阻胶带及缆膏、油水分离、井下堵水、防洪袋、防结露涂料、混凝土养护、增稠剂等.4、日化行业应用范围:食品工业脱水、保鲜无水冰块、冰箱除臭、化妆品增稠、保湿、足浴水晶澡泥等.注:粒度大小可按客户要求生.•高吸水性树脂是一种极有前途的功能高分子材•料,世界对SAP的需求量在逐年增加。但SAP还存在着生产工艺繁杂、耐盐性差、成本较高等问题,为了解决以上问题并拓展SAP的应用领域,还需对其改性,以克服某些性能之不足。目前,在高吸水性树脂的研究中,一般仅限于合成方法与工艺的研究,对相关反应机理和吸水机理的探讨,以及反应过程动力学、水凝胶微观结构与性能之间关系的研究还很少。如能在理论上对相关问题进行深入探讨,根据所要求的性能,从分子水平上设计高吸水性树脂的组成与结构,生产出更具应用前景的高水平SAP聚合物,则高吸水性树脂必将在未来的生产和生活中发挥更大的作用播放完毕谢谢观赏