解析非织造土工布生产工艺中的一个创新点和难点

近年来，聚丙烯纺黏针刺土工布逐渐发展成为了纺黏针刺生产工艺中的一个热点，也是非织造土工布生产工艺中的一个创新点和难点。聚丙烯纺黏针刺土工布生产工艺的典型技术在于将熔融纺丝与针刺固结技术相结合,形成特有的聚丙烯连续长丝三维孔隙结构。

但是，目前在特殊的岩土工程领域中，缺少对聚丙烯纺黏针刺土工布的研究。国内外学术界及工程界对聚丙烯纺黏针剌土工布的结构性能及水力学性能等更是缺乏一系列的研究。我国目前大多采用聚酯纺黏针刺土工布，但聚酯土工布的重大缺陷是耐碱性能较差，在碱性条件下会发生水解。而聚丙烯纺黏针刺土工布具有突出的耐碱特性，尤其在酸碱性条件下具有不可替代的作用。因此本课题对聚丙烯纺黏针刺土工布进行研究，以望代替聚酯纺黏针刺土工布。

（1）纺黏长丝针刺纤网内部的长丝是以“Ω”打结的形式缠结锁死。布样在拉伸断裂时，首先是杂乱铺放的长丝的延伸，接着长丝之间以“Ω”形式打结锁死的纤维缠结点结构的破坏，最后长丝发生断裂。

（2）在面密度为200g/㎡、400g/㎡时，聚丙烯纺黏针刺土工布的断裂强度小于聚酯纺黏针刺和丙纶短纤针刺土工布，数值上后两者约是前者的1.3～1.7倍；但在面密度600g/㎡下反之，且强度最大达到了53.86KN/m，这与成网和针刺固结工艺技术有关。而聚丙烯纺黏针刺土工布的撕裂强力和顶破强力（CBR顶破和圆球顶破）均大于聚酯纺黏针刺土工布和丙纶短纤针刺土工布。

（3）对CBR顶破与圆球顶破性能的研究表明：聚丙烯纺黏针刺、聚酯纺黏针刺和丙纶短纤针刺土工布的CBR顶破强力和伸长均大于圆球顶破。CBR顶破强力约是圆球顶破的1.6～2.5倍左右，伸长约是圆球顶破的1.3～2.1倍左右。两种顶破强力的差异主要是土工布被顶破时剪切力和受力面积不同（CBR顶破受力面积1962.5mm2，圆球顶破受力面积490.63mm2）。此外两者的顶破强力与顶破面积不成正比例关系。

（4）热熔PE挤出膜在热熔状态下与土工布的复合增加了复合土工膜的强度。其断裂强度、撕裂强力、顶破强力均高于单一土工布。聚丙烯纺黏针刺布/PE复合膜渗透系数极小，复合土工膜一侧的土工布形成排水通道，另一侧的PE膜起主要防渗作用。

（5）复合土工膜的复合机理是在热熔和压力的双重作用下，热熔PE挤出膜与土工布经压延复合和轧压后，熔融的PE在土工布表面发生部分渗透。大量纤维与热熔膜热黏合在一起，从而使土工布表面部分纤维镶嵌在PE膜里，在纤维网络区域有效与热熔PE膜复合，即固结。最终冷却成型的PE膜层对纤网中纤维产生束缚作用，制约纤维网的伸长，大大增加了膜的抗拉能力。复合土工膜拉伸过程包括两

部分：一是复合土工膜中土工布布样主体的断裂；二是PE膜的断裂。

（6）聚丙烯纺黏针刺布/PE复合膜的力学性能比聚酯纺黏针刺布/PE复合膜和丙纶短纤针刺布/PE复合膜的性能好。其撕裂强力和顶破强力均大于另外两者，且CBR顶破强力大于圆球顶破。其复合膜的性能对比规律，与单一土工布的对比规律相似。