随着社会经济发展和人们生活方式的改变,用即弃清洁卫生材料已悄然成为人们生活中必不可少的一部分。然而,这些一次性卫生材料在使用过后的处置方式加重了城市环境负担,因此,使用方便有效且环境友好的新型卫生材料成为了卫生用品行业的热门研发方向。基于此,人们提出了用即弃可分散非织造材料的概念:材料在满足人们日常使用需求的同时,进入污水处理系统后能快速分散并可天然降解。这些新型可分散非织造材料不但可以取代含有粘合剂的传统生活用纸,减少化学纤维的使用响应国家禁塑令的号召,还可以应用于军事、医疗、包装等领域。目前常规的用即弃清洁卫生材料通常以较长或不可降解的化学纤维为原料,使用后存在堵塞下水管道、废水处理系统或不可天然降解等问题。虽然当前市场上已经推出了一些木浆基材的可分散型清洁卫生材料,但是这些材料还存在一定的问题,有些因含有水溶性粘合剂、离子触发剂等化学试剂对人体和环境有害;又或是在某些特定情况下,因湿强度较低、可分散效果较差而无法达到真正意义上的可分散。针对上述传统化学长纤维制备的清洁卫生材料难以可分散,木浆短纤维制备的材料存在不足等问题,本课题以木浆短纤维和一定比例的化学长纤维为原料,通过实现斜网湿法成型和水力缠结加固技术交叉,制备了长（长度8-12 mm,长径比600-1000）/短（长度2.4-4.1 mm,长宽比30-300）纤维互相缠绕抱合的可分散非织造材料。湿法成型技术能够保证长短纤维混合均匀成网,并实现材料各向异性的可控制备,水力缠结技术能够促使长短纤维有效缠绕抱合,并赋予材料良好的物理机械性能。本文系统地探究了湿法水力缠结（湿法水刺）非织造材料作为新型可分散清洁卫生材料的可行性,深入研究了湿法水力缠结非织造材料的可控制备、力学性能、可分散性能、可分散机理及TSA手感。课题研究内容和主要结论如下:1.在单纤维运动沉积成网的湿法成型技术基础上,引入水力缠结技术,通过水射流的冲击作用,使得湿法纤网中的纤维相互旋扭、包缠而成功制备长（Tencel）/短（木浆）纤维湿法水力缠结非织造材料。研究发现,湿法成网材料所拥有的纤维交叉无缠结、取向排列均匀的平面结构,在高压水射流的冲击作用下,纤维立体缠结,集聚至一定高度,形成“峰谷”结构,纤维之间的缠结抱合程度增加,水力缠结过后湿法成网材料纵横向的湿强力分别增加了109.0%和78.7%;由于这种三维立体缠结结构,湿法成网材料的透气性提高了10.9倍,吸水性增加了133.5%;纤维之间形成的包缠结构使得湿法水力缠结非织造材料的耐磨性显著提高并优于传统的卫生纸,此外,可分散性能优于传统的长纤维水力缠结非织造材料,和卫生纸的可分散性能相当。2.通过浆网速比控制技术,实现了湿法水力缠结非织造材料各向异性的可控制备,分析了湿法水力缠结非织造材料的典型结构特征,探讨了浆网速比控制技术对材料纤维取向分布、力学性能和液体扩散分布性能的影响。研究发现,湿法水力缠结非织造材料的纵横向纤维取向分布频率比值φ大小和浆网速比R值大小成反比,即较低的浆网速比赋予材料较高的纤维取向分布频率纵横比φ;湿法水力缠结非织造材料因纤维取向排列差异在不同的方向都呈现出干湿强力各向异性,且浆网速比R值越小,材料从MD（0°）到CD（90°）方向的力学性能下降越快;湿法水力缠结非织造材料在MD和CD方向的液体扩散距离差值随着浆网速比的减小而增加,可以通过改变浆网速比参数来控制长纤维的排列从而实现液体在湿法水力缠结非织造材料不同方向上的扩散性能。3.针对国内外关于湿法水力缠结可分散非织造材料力学性能的系统研究很少,在前期试验工作的基础上,研究了不同短切纤维配比、长度、截面形状及水针能量对湿法水力缠结非织造材料力学性能的影响。结果发现,木浆/圆形截面纤维（Danufil）湿法水力缠结非织造材料的拉伸性能都随着纤维比例、长度和水针能量的增加而提高;当水针能量在126-260 k J kg-1范围时,Danufil纤维比例对材料拉伸性能的影响更显著;当水针能量在75-260 k J kg-1范围时,Danufil纤维长度对材料拉伸性能的影响并不显著;当水针能量为260 k J kg-1时,由Danufil纤维,Tencel纤维,Viloft纤维,亲水涤纶纤维和木浆纤维混合制备的湿法水力缠结非织造材料中,含有亲水涤纶纤维材料的拉伸性能最好,而当水针能量在75-260 k J kg-1范围时,另外三种纤维对湿法水力缠结非织造材料拉伸性能的影响作用关系为:Tencel(Φ圆形)＞Danufil(Φ圆形锯齿)＞Viloft(Φ扁平锯齿)。综上,选用水针能量为126 k J kg-1,纤维长度为12 mm,纤维配比为15%的Danufil纤维来制备湿法水力缠结非织造材料能够满足可冲散材料的力学性能要求。4.通过采用X-ray microtomography三维结构扫描技术来表征不同水力缠结压力条件下制备的湿法水力缠结非织造材料结构特征,研究了不同比例、长度和种类的纤维素纤维对材料可分散性能的影响及材料的可分散机理。研究发现,在不同的水针能量条件下,湿法水力缠结非织造材料的可分散性能存在明显差异,当水针能量在75-126 k J kg-1范围时,材料的可分散百分比能随着Danufil纤维比例的增加而增加,而当水针能量在193-260 k J kg-1范围时,材料由于吸收足够的水针能量而导致纤维缠结增加,因此Danufil纤维比例的增加使得材料的可分散性能下降;随着Danufil纤维长度增加,材料的可分散百分比下降,在高压时,可分散百分比略微下降,趋近相同,Danufil纤维的长度对材料可分散性能的影响不大;随着水针能量的增加,湿法水力缠结非织造材料的可分散百分比都随之下降,水针能量越大,材料的结构越紧密,内部的孔隙体积越少,可分散性能越差;当水针能量在75-126 k J kg-1范围时,由于纤维的抗弯刚度和截面形状差异,长纤维截面形状对材料可分散百分比的影响关系为:Φ扁平锯齿（Viloft）＞Φ圆形锯齿（Danufil）＞Φ圆形（Tencel）,当水针能量从126 k J kg-1增加至193 k J kg-1时,纤维截面形状对材料可分散百分比的影响为:Φ圆形＞Φ圆形锯齿＞Φ扁平锯齿,当水针能量从193 k J kg-1增加至260 k J kg-1时,材料由于吸收足够的水针能量导致纤维缠结抱合充分,纤维截面形状对材料可分散百分比的影响为:Φ扁平锯齿＞Φ圆形锯齿＞Φ圆形。5.针对手感舒适性是湿法水力缠结非织造材料使用过程中的重要评价指标,采用TSA（Tissue Softness Analyzer）手感柔软度分析仪来表征湿法水力缠结非织造材料的综合手感值HF,研究了水力缠结技术对湿法成网材料手感的影响及纤维素纤维比例、截面形状和不同水力缠结压力对湿法水力缠结非织造材料HF的影响。结果发现,湿法成网材料的HF在水力缠结技术加固过后提升了24.6%,得到的湿法水力缠结非织造材料的HF要好于与卫生纸的HF;随着Tencel纤维比例的增加,湿法水力缠结非织造材料的TS750和D值都是下降的,TS7和HF值是增加的,即材料随着Tencel纤维比例的增加,材料的表面粗糙程度下降,硬挺度增加,表面纤维柔软度降低,综合手感变好;含有Tencel、Danufil、Viloft这三种纤维的湿法水力缠结非织造材料中,木浆/Tencel纤维湿法水力缠结非织造材料的表面最光滑,含有Viloft纤维的材料表面最粗糙,表面纤维柔软度顺序正好反之,材料的硬挺度和综合手感值大小关系为:木浆/Tencel＞木浆/Danufil＞木浆/Viloft;三种纤维制得的材料HF值随着水针能量的增加先增加后减小,在水针能量为193 k J kg-1时达到最大。