Research progress in nonwoven technology of polyethylene ultrafine fibers

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2025.02.019

Abstract

Abstract:

To understand the development status of polyethylene （PE） ultrafine fibers as a chemical product， the nonwoven technology of ultrafine fibers at home and abroad was introduced and analyzed from the aspect of fiber fineness， and the spinning mechanisms， refining methods， and existing problems of wet spinning， flash phase separation， electrospinning， and melt blowing methods were reviewed. The key factors of wet spinning were high⁃quality gel solution and super drawing. The morphology of the prepared fibers was directly influenced by the degree of entanglement of polymer molecular chains， phase changes， and degree of synergistic curing and stretching of multiphase flow in flash evaporation phase separation. Due to the non⁃polar nature， high molecular weight， and high viscosity， PE is mostly electrospun through using solvents and conductive particles in solutions. However， greener melt electrospinning has attracted attention， because it can refine the fibers through blending small molecular substances， improving degradation temperature， lowering viscosity， and setting environmental temperature to extend whip time. The effect of process parameter on the separation of multi⁃component fibers after blending and melt spraying was analyzed. Finally， the hot research directions in future were pointed out， including the sustainable development technologies for supercritical green fluids and halogen⁃free environmentally friendly solvents.

Key words: ultrafine fiber, polyethylene, phase separation, melt blown, electrospinning

CLC Number:

TQ340.64

ZHANG Liyan, YIN Rongzheng, TAN Jing, HOU Qinzheng, LI Changjin, YANG Tao, YANG Weimin, LI Haoyi. Research progress in nonwoven technology of polyethylene ultrafine fibers[J]. China Plastics, 2025, 39(2): 100-105.

Figures/Tables 6

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压力/MPa	最小直径/μm	最大直径/μm	方差	每组个数
13.4	1.39	15.5	4.1	200
11.3	平均直径增大、分散度较低			200
8.7	平均直径增大、分散度较低			200
7.6	1.16	40.9	65.3	200
6.9	平均直径减小、分散度较低			200
6.5	1.33	27.1	17.3	200

压力/MPa	最小直径/μm	最大直径/μm	方差	每组个数
13.4	1.39	15.5	4.1	200
11.3	平均直径增大、分散度较低			200
8.7	平均直径增大、分散度较低			200
7.6	1.16	40.9	65.3	200
6.9	平均直径减小、分散度较低			200
6.5	1.33	27.1	17.3	200

聚合物	溶剂	质量比	加压气体	温度/℃	压力/MPa	纤维直径/μm
PE⁃UHMW	二氯乙烷/环戊烷	5 %	二氧化碳	150~210	8~20	3±2
PE⁃UHMW	二氯乙烷/环戊烷	3 %~6 %	二氧化碳	150~210	8~20	0.2~0.5
PE⁃HD	二氟一氯甲烷/四氟二氯甲烷	12 %	氮气	220	16	2~4
再生聚乙烯	二氟一氯甲烷/四氟二氯甲烷	12 %	氮气	230	12	2~4

聚合物	溶剂	质量比	加压气体	温度/℃	压力/MPa	纤维直径/μm
PE⁃UHMW	二氯乙烷/环戊烷	5 %	二氧化碳	150~210	8~20	3±2
PE⁃UHMW	二氯乙烷/环戊烷	3 %~6 %	二氧化碳	150~210	8~20	0.2~0.5
PE⁃HD	二氟一氯甲烷/四氟二氯甲烷	12 %	氮气	220	16	2~4
再生聚乙烯	二氟一氯甲烷/四氟二氯甲烷	12 %	氮气	230	12	2~4

聚合物	黏度	混合纤维平均直径/μm	标准差	去除PVB后平均直径/μm	标准差
纯PE⁃LD	最低	19.75	11.46	—	—
10 %PVB	较低	7.85	3.10	6.22	2.92
50 %PVB	较低	4.89	2.60	4.52	1.17
70 %PVB	较高	3.43	1.42	0.35	0.26
90 %PVB	较高	2.89	1.26	0.24	0.14
纯PVB	最高	1.37	0.39	—	—