毛緒國(guó)，王立誠(chéng)，吳 彭，竇 娟，孫俊芬*，陳 龍

(1.中國(guó)石化儀征化纖股份有限公司，江蘇 儀征 211900； 2.東華大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，上海 201620；3.東華大學(xué) 纖維材料改性國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 201620； 4. 中國(guó)化學(xué)纖維工業(yè)協(xié)會(huì)，北京 100020)

隨著人們物質(zhì)生活水平的不斷提升、二胎政策的普及和人口的老齡化，人們對(duì)個(gè)人衛(wèi)生的重視程度越來(lái)越高，雙組分聚烯烴復(fù)合纖維(俗稱ES纖維)作為紙尿褲、衛(wèi)生巾的原材料越發(fā)受到重視。同時(shí)，2020年初，因新冠肺炎疫情的影響，醫(yī)療材料的需求大幅度增長(zhǎng)，聚丙烯(PP)熔噴布作為醫(yī)用非織造材料受到高度關(guān)注[1]。

雙組分聚烯烴復(fù)合纖維最早由日本JNC公司開(kāi)發(fā)，并于1977年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。雙組分聚烯烴復(fù)合纖維主要通過(guò)熔融復(fù)合紡絲技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)，主要過(guò)程為聚烯烴與第二組分分別進(jìn)行熔融和計(jì)量，輸送至紡絲組件并均勻地進(jìn)入噴絲導(dǎo)孔，2種聚合物的熔體匯合最后經(jīng)過(guò)冷卻形成復(fù)合纖維。雙組分聚烯烴復(fù)合纖維特別適合通過(guò)熱黏合工藝制備成多種類型的非織造布，廣泛應(yīng)用于衛(wèi)生醫(yī)療材料、保暖填充料等產(chǎn)品領(lǐng)域[2]。針對(duì)產(chǎn)品的不同應(yīng)用領(lǐng)域，纖維組分結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、紡絲設(shè)備與生產(chǎn)工藝的選擇是雙組分聚烯烴復(fù)合纖維生產(chǎn)技術(shù)的關(guān)鍵。與國(guó)外先進(jìn)企業(yè)相比，我國(guó)雙組分聚烯烴復(fù)合纖維行業(yè)起步較晚，整體的自主研發(fā)和創(chuàng)新能力較為薄弱，雙組分聚烯烴復(fù)合纖維產(chǎn)品主要集中在國(guó)內(nèi)中低端市場(chǎng)，國(guó)際市場(chǎng)被日韓美等國(guó)外先進(jìn)企業(yè)壟斷，在技術(shù)水平、產(chǎn)品性能、品牌形象等方面均存在一定差距[3]。近年來(lái)，我國(guó)加大了雙組分聚烯烴復(fù)合纖維的研發(fā)力度，也取得了豐富的研究成果[4]。作者從雙組分聚烯烴復(fù)合纖維的性能出發(fā)，闡述了該纖維生產(chǎn)中對(duì)原料的要求以及生產(chǎn)工藝技術(shù)特點(diǎn)，并介紹了該纖維的應(yīng)用領(lǐng)域和未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。

1 雙組分聚烯烴復(fù)合纖維的分類及性能

雙組分聚烯烴復(fù)合纖維包含2種組分，其中至少1種組分為聚烯烴類聚合物，用于制備雙組分復(fù)合纖維的聚烯烴類物質(zhì)主要為聚乙烯(PE)和PP。根據(jù)組分的排列形式，常見(jiàn)的雙組分聚烯烴復(fù)合纖維可分為基質(zhì)-原纖型、并列型和皮芯型，通過(guò)2種組分間不同的排列方式可以制備不同截面結(jié)構(gòu)以及不同性能特征的復(fù)合纖維。

1.1 基質(zhì)-原纖型復(fù)合纖維

基質(zhì)-原纖型復(fù)合纖維根據(jù)組分的含量分別將2種組分定為基體相和分散相，2種組分間通常按照一定的規(guī)律相互交錯(cuò)的分布，比較常見(jiàn)的分布形式包括橘瓣型、海島型。橘瓣型纖維的截面形狀類似于橘子的造型，很容易在紡織加工過(guò)程中發(fā)生剝離，剝離后纖維的表面積增大，手感、透氣透濕性能大幅度提高。海島型纖維的分散相組分均勻嵌在連續(xù)相組分中，2種組分聚合物經(jīng)螺桿熔融、噴絲孔高倍拉伸和剪切形變后，經(jīng)過(guò)拉伸和熱定型的工藝可以得到物理性能良好的高收縮纖維，還可利用聚烯烴耐酸堿的特性，通過(guò)溶解分散相能夠制備出更多特殊形貌的復(fù)合纖維。P.MOONEY等[5]制備了一種截面形狀為齒輪形的PP纖維，首先制備PP/聚乙烯醇(GP)的雙組分復(fù)合纖維，其中GP為高度無(wú)定形的類型，這樣的結(jié)構(gòu)不僅能夠溶于水并且不會(huì)產(chǎn)生發(fā)泡現(xiàn)象；初生纖維中分散相均勻分布在纖維的外圈，類似于橘瓣?duì)罘植?，在?jīng)過(guò)水萃取后就能夠得到齒輪狀的PP纖維，此種結(jié)構(gòu)有望應(yīng)用于制備超疏水結(jié)構(gòu)纖維。

1.2 并列型復(fù)合纖維

并列型復(fù)合纖維各組分聚合物在纖維橫截面上呈并列分布。2種組分可以是不同聚合物，如PP/聚酰胺6(PA 6)、PP/聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)等；也可以是熔體流動(dòng)速率不同的同種聚合物，如間規(guī)PP/等規(guī)PP。并列型復(fù)合纖維由于2種組分的干熱收縮率不同，纖維經(jīng)過(guò)熱拉伸和熱定型后產(chǎn)生收縮差，通?？捎糜谥苽涓呤湛s織物。隨著聚合物單體的設(shè)計(jì)技術(shù)不斷發(fā)展，利用彈性更加出色的聚烯烴共聚體制備復(fù)合纖維往往能進(jìn)一步提高纖維的卷曲度。C.PRAHSARN等[6]制備了一種含乙烯辛烯共聚物(EOC)和PP的并列型雙組分復(fù)合纖維，所得EOC/PP雙組分復(fù)合纖維表現(xiàn)出自卷曲行為，復(fù)合纖維的卷曲度隨著EOC含量的增加而增加，EOC/PP質(zhì)量比為50/50時(shí)復(fù)合纖維具有最高的卷曲度，這種自卷曲行為是由于EOC和PP之間的彈性和取向不同而產(chǎn)生的不平衡力，在紡絲過(guò)程中，纖維中的EOC和PP都被拉伸和變形；彈性大的EOC比PP更容易變形，增加EOC會(huì)導(dǎo)致纖維大量伸長(zhǎng)，從而使纖維的直徑變小。

并列型雙組分復(fù)合纖維的截面形狀還有ABA型的三明治結(jié)構(gòu)排列形式，這樣的結(jié)構(gòu)可增加2種組分間界面的面積，得到的復(fù)合纖維不易分叉，能夠表現(xiàn)出更好的功能效果?？妵?guó)華等[7]制備了一種著色PP纖維，正是利用了ABA型復(fù)合纖維結(jié)構(gòu)，其中纖維外層A為低熔點(diǎn)改性易染PET，纖維中間層B為PP，得到的復(fù)合纖維能夠進(jìn)行深色分散染料的染色。R.HUFENUS等[8]制備了ABA型的雙組分復(fù)合纖維，其中纖維外層均為聚十二內(nèi)酰胺(PA 12)，中間層為摻雜了碳納米管(CNT)的PA 6，中間層結(jié)構(gòu)為薄層和楔形結(jié)構(gòu)，雖然其含量不高，但能夠在纖維之間形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，纖維具有優(yōu)異的導(dǎo)電能力，采用該纖維制備的防護(hù)服具有很好的抗靜電性能。

1.3 皮芯型復(fù)合纖維

皮芯型復(fù)合纖維中2種組分分別沿纖維縱向連續(xù)形成皮層和芯層，這是雙組分聚烯烴復(fù)合纖維最常見(jiàn)的截面結(jié)構(gòu)形式。利用聚烯烴熔點(diǎn)低的特點(diǎn)，PE作為皮層能夠起到柔化觸感、熱黏合性強(qiáng)的作用；而芯層為PP或者PET以保證纖維的強(qiáng)度。這樣的皮芯結(jié)構(gòu)除了可用于制備熱黏合非織造布外，還可通過(guò)皮層和芯層材料的多元化設(shè)計(jì)極大程度上豐富纖維的功能屬性與應(yīng)用領(lǐng)域。F.A.REIFLER等[9]以環(huán)烯烴聚合物(COP)為芯層、四氟乙烯-六氟丙烯-偏二氟乙烯三元共聚物(THV)為皮層，制備了能夠應(yīng)用于光纖的皮芯復(fù)合纖維，皮層的THV具有較低且穩(wěn)定的光折射率，保證芯層能夠穩(wěn)定進(jìn)行光的傳導(dǎo)。

皮芯型復(fù)合纖維除了2種組分均為高溫熔融的聚合物體系外，近年來(lái)將芯層替換為液體制備液芯復(fù)合纖維也受到了關(guān)注。ZHU S等[10]以含有共晶鎵銦(EGaln)的液態(tài)金屬合金作為芯層、聚[苯乙烯-b-(乙烯-共聚-丁烯)-b-苯乙烯](SEBS)樹(shù)脂作為皮層制備了復(fù)合纖維，液態(tài)金屬通過(guò)針筒注射入中空SEBS，依靠金屬氧化物對(duì)纖維兩端進(jìn)行封端，在拉伸率為700%的狀態(tài)下復(fù)合纖維仍能保持良好的電學(xué)性能。A.A.LEAL等[11]以飽和復(fù)合酯液體為芯層、PP作為皮層，制備了液體中空纖維，并用含表面活性劑的去離子水萃取纖維芯層的酯類物質(zhì)，利用這種思路有望能夠制備含有2種內(nèi)芯結(jié)構(gòu)的復(fù)合纖維。

2 雙組分聚烯烴復(fù)合纖維的生產(chǎn)技術(shù)特點(diǎn)

2.1 原料的熔體流動(dòng)性匹配

對(duì)于雙組分聚烯烴復(fù)合纖維而言，原料中2種組分的流動(dòng)特性達(dá)到一定范圍內(nèi)的平衡與匹配是關(guān)鍵。工業(yè)化生產(chǎn)中主要利用熔體流動(dòng)指數(shù)(MFI)評(píng)價(jià)聚合物的流動(dòng)性。一般來(lái)說(shuō)，低MFI聚烯烴對(duì)應(yīng)著相對(duì)分子質(zhì)量高、支鏈較長(zhǎng)和相對(duì)分子質(zhì)量分布較窄，具有優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度[12]，但在生產(chǎn)復(fù)合纖維時(shí)要求樹(shù)脂具有很好的流動(dòng)性，研究表明聚烯烴的MFI為每10 min 15～25 g、相對(duì)分子質(zhì)量為(7～12)×104時(shí)，基本能滿足復(fù)合紡絲的要求[13]。從2種組分的組合進(jìn)行分析，最常見(jiàn)的為PP/PE和PP/PET。PP與PE都屬于聚烯烴，熔點(diǎn)上的差距不大，針對(duì)紡絲特性選擇合適的高M(jìn)FI品種即可。對(duì)于PP/PET組合而言，PET熔點(diǎn)遠(yuǎn)高于PP，因此通常應(yīng)用于復(fù)合纖維芯層的PET均為低熔點(diǎn)品種。實(shí)現(xiàn)低熔點(diǎn)PET通常包括兩種方法，第一種通過(guò)添加改性助劑破壞PET的結(jié)晶以降低熔點(diǎn)；另一種則是從化學(xué)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)入手，選擇合適的共縮聚單體(例如添加烷烴鏈更長(zhǎng)的二酸和二醇單體)，降低主鏈的規(guī)整性，使得PET的本征熔點(diǎn)降低。對(duì)比兩種改性方法，后者的效果更好，特別是隨著PET熔體直紡的技術(shù)進(jìn)步，通過(guò)從化學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)單體的方式更受到青睞[14]。

2種組分的復(fù)合配比也影響熔體流動(dòng)性的匹配，并直接影響纖維的截面形貌。錢軍等[15]研究PET/PE復(fù)合纖維時(shí)發(fā)現(xiàn)2種組分的復(fù)合比需合理選擇，復(fù)合比過(guò)大，即皮層過(guò)厚，聚合物熔體在噴絲板匯合處的壓力差異過(guò)大，容易造成纖維的粗細(xì)不勻，嚴(yán)重時(shí)皮層會(huì)破裂，皮層和芯層會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的剝離現(xiàn)象。對(duì)于PE/PP復(fù)合纖維，當(dāng)PE和PP的MFI之比接近1.0時(shí)，纖維的橫截面呈皮芯型，當(dāng)MFI之比大于1.5時(shí)，纖維的橫截面呈偏芯型，2種組分的復(fù)合比可以根據(jù)纖維性能要求在30/70～70/30變化[16]。

2.2 紡絲箱體與組件的設(shè)計(jì)

雙組分聚烯烴復(fù)合纖維生產(chǎn)中復(fù)合紡絲設(shè)備的核心是紡絲箱體，紡絲箱體的設(shè)計(jì)與纖維產(chǎn)品的最終形貌密切相關(guān)。通常，聚烯烴的熔點(diǎn)略低于其他聚合物的熔點(diǎn)，因此在原料熔點(diǎn)確定的條件下，紡絲箱體溫度的控制是制備雙組分聚烯烴復(fù)合纖維的技術(shù)關(guān)鍵。根據(jù)不同組分的化學(xué)性質(zhì)，紡絲箱體內(nèi)可以采用雙溫度系統(tǒng)，以達(dá)到精確控制各個(gè)組分的溫度，G.SCHUTT等[17]認(rèn)為通過(guò)設(shè)計(jì)雙溫度系統(tǒng)的箱體管路，可縮短對(duì)溫度較敏感的聚合物例如聚苯乙烯、共聚聚酯、PA 6等在高溫環(huán)境中的停留時(shí)間，避免聚合物發(fā)生高溫降解。寧宇[18]在低熔點(diǎn)皮芯復(fù)合纖維的紡絲設(shè)備研究中，針對(duì)熔體分配管路及紡絲箱體采用2套加熱系統(tǒng)，保證2種組分單獨(dú)通過(guò)加熱介質(zhì)進(jìn)行保溫，而在箱體內(nèi)主副箱隔離并進(jìn)行精密控溫，防止不同組分的溫度相互影響導(dǎo)致熔體黏度的變化。對(duì)于雙組分聚烯烴復(fù)合纖維紡絲組件的設(shè)計(jì)，應(yīng)綜合考慮雙組分聚合物的紡絲條件和生產(chǎn)運(yùn)行的穩(wěn)定性。韓霞等[19]關(guān)于PET/PE復(fù)合纖維的組件研究中發(fā)現(xiàn)，隨著紡絲組件中靜態(tài)混合器圓盤數(shù)量的增加，復(fù)合纖維中分散相PET的分布均勻程度明顯提高，紡絲過(guò)程也更加順利，對(duì)于未經(jīng)共混造粒的復(fù)合纖維靜態(tài)混合器的圓盤應(yīng)不少于6層。錢軍等[15]研究發(fā)現(xiàn)紡絲組件采用插管式分配板可以得到截面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的纖維，并且該組合能夠滿足噴絲板孔數(shù)為800以上的紡絲要求，有效提高生產(chǎn)效率。寧宇[18]采用吊裝下裝杯型雙腔多層混流式紡絲組件，在組件中增加熔體分配杯，減少了熔體流動(dòng)空間和停留時(shí)間，保證了最終復(fù)合纖維能呈現(xiàn)較好的皮芯結(jié)構(gòu)。

2.3 紡絲工藝參數(shù)的調(diào)節(jié)

雙組分聚烯烴復(fù)合纖維生產(chǎn)中紡絲工藝參數(shù)主要包括紡絲溫度、冷卻成形條件、拉伸定形溫度等。對(duì)于紡絲溫度，應(yīng)在螺桿熔融階段保證各組分按照各自熔體特性完全熔融并且保證熔體黏度滿足混合后的匹配要求進(jìn)行調(diào)控。聚烯烴的紡絲溫度宜控制在230～260 °C。需要注意的是，由于聚烯烴與其他聚合物的熔點(diǎn)存在一定差異，紡絲溫度與紡絲速度的設(shè)置往往需要結(jié)合聚合物與紡絲設(shè)備兩者的要求進(jìn)行調(diào)整。如：林海等[20]在高密度聚乙烯(HDPE)/PA 6復(fù)合纖維的紡絲研究中發(fā)現(xiàn)，PA 6螺桿區(qū)溫度為255～265 °C， HDPE螺桿區(qū)溫度為170～235 °C，紡絲溫度為265 °C，該溫度下可保持2種組分的組件壓力分別維持在13 MPa和15 MPa，紡絲中出絲順利，纖維的皮芯結(jié)構(gòu)完整；李斯文[21]在對(duì)PP/PA 6和PP/PET復(fù)合纖維進(jìn)行紡絲研究時(shí)，通過(guò)毛細(xì)管流變儀確定PP/PA 6的紡絲溫度為281 °C，而PP/PET的紡絲溫度為294 °C。

雙組分聚烯烴復(fù)合纖維的冷卻成形過(guò)程相對(duì)于單組分纖維較為復(fù)雜，由于2種組分的熔點(diǎn)、晶型和結(jié)晶速率上存在差異，導(dǎo)致在相同的冷卻成形和拉伸工藝條件下各組分的結(jié)晶與取向發(fā)展程度不一致，對(duì)纖維的機(jī)械性能產(chǎn)生影響。對(duì)于冷卻成形，林海等[20]在HDPE/PA 6復(fù)合纖維的研究中認(rèn)為宜采取大風(fēng)量、低風(fēng)溫的形式進(jìn)行冷卻，以減少2種組分熱傳導(dǎo)能力不同帶來(lái)的溫度梯度，選擇側(cè)吹風(fēng)溫度為14～20°C、側(cè)吹風(fēng)速度為0.8～1.5 m/s，冷卻成形效果好。對(duì)于拉伸溫度，聚烯烴為PE時(shí)由于其初生狀態(tài)下結(jié)晶度就較高，需要相對(duì)較高的拉伸溫度，適宜的拉伸溫度控制在60～80 °C[20]；而聚烯烴為PP時(shí),其初生結(jié)晶度并不高，因此其復(fù)合纖維通常在室溫下拉伸即可[21]。對(duì)于拉伸熱定型的方式，劉金鑫等[22]在研究熱拉伸及熱定型過(guò)程對(duì)PE/PP復(fù)合纖維結(jié)構(gòu)與性能的影響時(shí)，發(fā)現(xiàn)多級(jí)拉伸過(guò)程中纖維的取向度和結(jié)晶度逐漸增加，其中二級(jí)拉伸對(duì)纖維的取向、結(jié)晶度的提升最顯著；熱定型溫度宜控制在100～120 °C，若熱定型溫度低于110 °C，聚合物鏈的運(yùn)動(dòng)緩慢，需要增加熱定型時(shí)間，則影響生產(chǎn)效率。

3 雙組分聚烯烴復(fù)合纖維的應(yīng)用

雙組分聚烯烴復(fù)合纖維中聚烯烴組分具有優(yōu)良的耐酸堿性能、化學(xué)穩(wěn)定性、電絕緣性和疏水特性，而第二組分又能提供纖維較好的機(jī)械強(qiáng)度。復(fù)合纖維經(jīng)過(guò)熱黏合加工后，得到的非織造布具有膨松、柔軟、滲透性好的特點(diǎn)，因而在醫(yī)療衛(wèi)生用品、民用紡織品、工程材料及電池隔膜等領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。

3.1 醫(yī)療衛(wèi)生用品

雙組分聚烯烴復(fù)合纖維最大的應(yīng)用領(lǐng)域是一次性醫(yī)療衛(wèi)生用品，雙組分聚烯烴復(fù)合纖維是生產(chǎn)第三、第四代一次性衛(wèi)生用品表面包覆層非織造布的原料，也是N95口罩中熱風(fēng)棉的主體材料。由于聚烯烴的熔點(diǎn)低，復(fù)合纖維具有優(yōu)良的熱黏合性能，通過(guò)熱風(fēng)穿透黏合工藝能夠適應(yīng)新型衛(wèi)生巾、紙尿褲生產(chǎn)線的高速生產(chǎn)。隨著醫(yī)療衛(wèi)生用品的性能要求越來(lái)越高，對(duì)于復(fù)合纖維織物的抗菌改性越發(fā)受到關(guān)注。陳露[23]將雙組分聚烯烴復(fù)合纖維與天然竹、麻纖維混合制備非織造材料，經(jīng)過(guò)抗菌劑整理后的織物的抗菌性顯著提升，采用有機(jī)硅季銨鹽整理后的織物經(jīng)過(guò)水洗15次后，其抑菌率仍能超過(guò)GB/T 20944.3—2008的規(guī)定值[24]。由于聚烯烴的親水能力較弱，對(duì)于需要具有一定吸水率的醫(yī)療衛(wèi)生用品來(lái)說(shuō)，復(fù)合纖維的親水改性是該應(yīng)用領(lǐng)域的研究重點(diǎn)。毛金露等[25]研制用于提高雙組分聚烯烴復(fù)合纖維親水能力的助劑，選取了聚醚硅油與表面活性劑復(fù)配，制備了HLB值(表面活性劑的親水親油平衡值)為8～13的聚醚硅油，經(jīng)較低HLB值的聚醚硅油紡絲油劑整理后的非織造布具備快速和持續(xù)滲透性能，其返濕量為0.10 g、表面比電阻為2.59×108Ω·cm，能夠基本滿足衛(wèi)生用品覆面材料的性能要求。

3.2 民用紡織品與工程材料

雙組分聚烯烴復(fù)合纖維在民用紡織品中的應(yīng)用也較為廣泛，原因在于聚烯烴纖維的保暖性能較好，同時(shí)手感上較為柔軟、蓬松，特別適合作為填充料、地毯、汽車用壁材和墊材、棉胎、保健墊褥等。孫京輝等[26]以聚乳酸中空纖維和雙組分聚烯烴復(fù)合纖維為原料制備熱熔絮片，隨著聚乳酸纖維含量的增加，制備熱熔絮片所需的加熱溫度升高，熱熔絮片的保溫性增強(qiáng)，但蓬松度和壓縮性能呈下降的趨勢(shì)，聚乳酸纖維與雙組分聚烯烴復(fù)合纖維的質(zhì)量比為7:3、加工溫度為128 °C、熱風(fēng)穿透時(shí)間為1 min時(shí)，熱熔絮片綜合性能較好，適用于服裝和家紡填充料。韓娜等[27]以相變材料為芯材，PP為皮層，采用復(fù)合熔融紡絲法制備了儲(chǔ)熱調(diào)溫功能的復(fù)合纖維，隨著相變材料含量的增加，纖維的溫度調(diào)節(jié)能力增加，熱焓值可提高至36～40 J/g，纖維的斷裂強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率分別為2.3 cN/dtex和29%，能滿足紡織加工要求。

除了民用紡織品領(lǐng)域，雙組分聚烯烴復(fù)合纖維在工程材料領(lǐng)域的應(yīng)用也日漸增多。雙組分聚烯烴復(fù)合纖維在進(jìn)行熱黏合加工時(shí)較為靈活，很適合工業(yè)化生產(chǎn)，廣泛應(yīng)用于過(guò)濾材料、絕緣材料、硬質(zhì)纖維板、吸附過(guò)濾材料等。周晨等[28]以未駐極的雙組分聚烯烴復(fù)合纖維熱風(fēng)非織造布為原料，對(duì)其進(jìn)行電暈駐極處理，熱風(fēng)非織造布的纖維線密度越小、面密度越大，材料的駐極效果愈好；駐極前后織物的過(guò)濾效率有著明顯提升；但由于雙組分聚烯烴復(fù)合纖維熱風(fēng)非織造布本身較粗、空隙較大，對(duì)于微小顆粒的過(guò)濾效果并不理想，因此更加適合應(yīng)用于較大顆粒的過(guò)濾材料。

3.3 電池隔膜

隔膜材料在電池材料中占有非常重要的地位，其主要作用就是隔絕正、負(fù)兩極間相互接觸、防止內(nèi)部短路，但同時(shí)又要保證正、負(fù)離子能夠穿透多孔薄膜快速通過(guò)，從而完成電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中離子的快速遷移。隨著電池越做越小巧、電池容量與密度的要求越來(lái)越高，對(duì)電池隔膜的穩(wěn)定性、離子傳輸能力的要求也越來(lái)越高[29]。聚烯烴纖維由于較好的耐腐蝕特性，特別是低熔點(diǎn)的雙組分復(fù)合纖維可以通過(guò)加熱進(jìn)行黏合，從而避免了黏合劑的添加，因此將復(fù)合纖維非織造布用于電池內(nèi)部隔膜非常合適。

但同樣由于聚烯烴的結(jié)構(gòu)無(wú)極性，復(fù)合纖維制成的薄膜親水性較差，容易降低電池內(nèi)部的離子交換反應(yīng)。因此，對(duì)用于電池隔膜的聚烯烴非織造布通常需要改性處理，主要方法包括接枝法、表面親水處理法、與親水化物質(zhì)共混法和纖維結(jié)構(gòu)微孔化法等[30-31]。這些處理方法的共同點(diǎn)是在隔膜機(jī)械性能損傷程度可接受的范圍內(nèi)，在隔膜表面引入大量的親水或活性基團(tuán)；或者增加表面溝槽數(shù)量提高粗糙度，增強(qiáng)表面毛細(xì)效應(yīng)和表面能，從而提升表面積與親水能力。例如，劉希夷等[32]將經(jīng)過(guò)等離子體改性的接枝PP纖維與雙組分聚烯烴復(fù)合纖維進(jìn)行復(fù)配采用標(biāo)準(zhǔn)漿料疏解器疏解纖維，進(jìn)行抄紙并干燥，最后利用雙組分聚烯烴復(fù)合纖維的皮層熱壓下熱黏結(jié)獲得電池隔膜紙，熱壓溫度為135 °C時(shí)紙張的各項(xiàng)性能指標(biāo)較好，吸堿率為130%，抗張指數(shù)為24.1 N·m/g。

4 結(jié)語(yǔ)

雙組分聚烯烴復(fù)合纖維從截面結(jié)構(gòu)來(lái)分可分為基質(zhì)-原纖型、并列型和皮芯型，皮芯型結(jié)構(gòu)纖維是應(yīng)用于熱黏合織物的主要原料。在雙組分聚烯烴復(fù)合纖維的生產(chǎn)中，除了選擇合適的原料進(jìn)行復(fù)合紡絲，也需要通過(guò)紡絲組件的設(shè)計(jì)以及工藝參數(shù)的調(diào)控配合，以實(shí)現(xiàn)2種組分熔體的流動(dòng)性匹配，以滿足最終產(chǎn)品的性能要求。

雙組分聚烯烴復(fù)合纖維在醫(yī)療衛(wèi)生用品、民用紡織品、工程材料以及電池隔膜等領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。雖然復(fù)合纖維的抗菌、親水、保溫等性能的改進(jìn)已有所突破，但現(xiàn)有的技術(shù)也還難以滿足紡織品智能化、多功能化的要求。隨著配位聚合催化體系的發(fā)展進(jìn)步，含極性功能基團(tuán)的共聚改性聚烯烴的制備技術(shù)愈發(fā)成熟，通過(guò)引入極性基團(tuán)以改變聚烯烴分子鏈的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)更加多樣化的應(yīng)用正成為研究熱點(diǎn)[33-34]。若能將更加先進(jìn)的功能化聚烯烴共聚物與復(fù)合纖維技術(shù)相結(jié)合，雙組分聚烯烴復(fù)合纖維將朝著高端產(chǎn)品發(fā)展，并應(yīng)用于高端材料領(lǐng)域。