儿童尿不湿原理设计

关于儿童尿不湿原理设计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、导流层、布质感背膜、上表层涂有护肤油等相继被引入到尿裤的生产中从而更进一步完善尿裤的设计及质量满足消费者对尿裤的切实需求。96年以后第六代全功能新型纸尿裤应运而生它综合了前几代尿裤的所有优点完成了革命性的改造绒毛浆和比例很高的高分子组成的吸收芯体为长条型拥有透气性的两侧或全背膜设有多层接收导流层。至此婴儿纸尿裤已由简陋的第一代发展到第六代在形状、结构、功能等方面的发展基本成熟第2页,共23页，2024年2月25日，星期天第3页,共23页，2024年2月25日，星期天纸尿裤产品分布情况Fluff绒毛浆Sap

NonwovenBacksheet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胶第4页,共23页，2024年2月25日，星期天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）第5页,共23页，2024年2月25日，星期天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第6页,共23页，2024年2月25日，星期天导流层材质：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第7页,共23页，2024年2月25日，星期天背膜材质：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第8页,共23页，2024年2月25日，星期天顶膜（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第9页,共23页，2024年2月25日，星期天松紧线材质：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第10页,共23页，2024年2月25日，星期天胶带材质：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第11页,共23页，2024年2月25日，星期天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：第12页,共23页，2024年2月25日，星期天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。第13页,共23页，2024年2月25日，星期天以亲水化方法分类,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)。第14页,共23页，2024年2月25日，星期天制法溶液聚合反相悬浮聚合本体聚合反相乳液聚合第15页,共23页，2024年2月25日，星期天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。第16页,共23页，2024年2月25日，星期天特性1.高吸水性能吸收自身重量的数百倍或上千倍的无离子水。2.高吸水速率每克高吸水树脂能在30秒内就吸足数百克的无离子水。3.高保水性吸水后的凝胶在外加压力下，水也不容易从中挤出来。4.高膨胀性吸水后的高吸水树脂凝胶体体积随即膨胀数百倍。5.吸氨性低交联型聚丙烯酸盐型高吸水性树脂其分子结构中含有羧基阴离子，遇氨可将其吸收，有明显的去臭作用。6.安全性属无毒、无刺激。第17页,共23页，2024年2月25日，星期天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。第18页,共23页，2024年2月25日，星期天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。第19页,共23页，2024年2月25日，星期天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.

第20页,共23页，2024年2月25日，星期天第21页,共23页，2024年2月25日，星期天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