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芳纶水刺非织造布的结构及性能研究

作　者: 王璐
导　师: 祝成炎
学　校: 浙江理工大学
专　业: 纺织工程
关键词: 芳纶结构过滤耐高温耐酸碱
分类号: TS176
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着现代科技的发展,工业化水平不断提高,人们的环保意识也逐渐加强,全世界对过滤材料的需求逐年上升。就空气过滤而言,非织造布过滤材料已经取代了传统纺织过滤材料,应用越来越广。国内外学者已在水刺非织造布方面进行了研究,但是有关非织造布的结构及性能,尤其是用于高温工业过滤领域,还没有进行深入的研究,因此开展这些方面的研究对于更好的发挥其重要作用具有一定的学术和应用价值。本文以芳纶水刺非织造布为主要研究对象,利用扫描电镜、红外光谱仪、孔径分析测试仪、断裂强力测试仪器等设备进行了详细的试验测试与分析,重点研究了芳纶水刺非织造布在高温条件下和酸、碱腐蚀条件下的的纤网表观结构、尺寸稳定、孔隙特征、力学性能以及其它性能,最后对芳纶水刺非织造布的结构参数与性能的关系进行分析。通过本文的研究,得到了以下几个主要结论:（1）经过高温处理后芳纶水刺非织造布表面略显疏松,但是尚不能发现纤维结构的变化;厚度和平方米克重随温度升高,先减小后增加;试样的纵横向收缩率均小于5%;处理前后试样孔径分布在60-90μm,平均孔径先增加后减小;透气率随处理温度的增加先增加后减小;纵向拉伸断裂强力先减小后增大,横向拉伸断裂强力不断增大,总体呈上升趋势;处理前后试样的起始分解温度都在350℃左右,起分解顺序为260℃试样→230℃试样→200℃试样→常温试样。（2）酸碱溶液浓度较低时,表观结构变化不大,随着溶液浓度的增加,试样纤维开始出现裂痕,纤维分布不再均匀;处理前后试样的厚度在1mm上下波动,厚度CV值、平方米克重的CV值随着酸碱液浓度的增加呈二次曲线变化;碱溶液处理后的尺寸变化率要稍大于酸溶液,但是都不超过1.6%;相同浓度下,碱溶液处理后的试样透气率高于酸溶液,透气率变化率均呈现先减小后增加的趋势,当碱溶液浓度在10%、酸溶液浓度在30%时,透气率变化率处于最小值;处理后试样的断裂强力和断裂伸长率总体呈下降趋势但下降幅度不大;红外光谱图中出现的主要振动频率分别为为1650cm^-1,1606cm^-1,1533cm^-1,1485cm^-1,685cm^-1,峰值并没有呈现较大波动。（3）经过高温和碱溶液处理后的试样,M值先减小后增加;经过酸溶液处理后的试样,M值先增加后减小;在30%的碱溶液和30%的酸溶液中,试样表现为纵向排列最明显,各项异性最明显;高温处理后,试样的厚度越大其透气率越小,平方米克重越大其加权平均孔径越小;碱溶液处理后,平方米克重越大,透气率越大;酸溶液处理后,随厚度增加,透气率先减小后增加;孔隙率变化均呈现“倒N”型,纤维的轴间距变化呈现“N”型;孔隙率越大,流体动力系数越小,高温处理和酸碱溶液处理后,流体动力系数变化均呈现“N”型。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-10
第一章绪论  10-21
  1.1 过滤理论的发展  10-11
  1.2 空气过滤材料  11-12
  1.3 芳纶水刺非织造布  12-15
  1.4 本课题的背景和意义  15-16
  1.5 本课题研究的内容及方法  16-21
第二章芳纶水刺非织造布的制备及结构特征  21-31
  2.1 芳纶水刺非织造布的制备方法  21-24
    2.1.1 芳纶水刺非织造布的工艺过程  21
    2.1.2 水刺加固法工艺技术  21-23
    2.1.3 技术关键及创新点  23-24
  2.2 芳纶水刺非织造布的设计与试样  24-26
    2.2.1 纤维原料基本参数  24-25
    2.2.2 非织造布基本规格  25-26
    2.2.3 水刺工艺参数  26
  2.3 芳纶水刺非织造布的结构  26-30
    2.3.1 芳纶水刺非织造布的结构特征  26-27
    2.3.2 芳纶水刺非织造布的纤维排列特征  27-30
  2.4 本章小结  30-31
第三章芳纶水刺非织造布的耐高温性能研究  31-46
  3.1 引言  31
  3.2 实验方案  31-32
  3.3 芳纶水刺非织造布的表观及孔隙特征分析  32-42
    3.3.1 扫描电镜图像  32
    3.3.2 厚度及平方米克重变化  32-36
    3.3.3 尺寸稳定性分析  36-37
    3.3.4 孔径分析  37-40
    3.3.5 透气性分析  40-42
  3.4 芳纶水刺非织造布的力学性能分析  42-44
  3.5 芳纶水刺非织造布的热重分析  44-45
  3.6 本章小结  45-46
第四章芳纶水刺非织造布的耐酸碱性能研究  46-64
  4.1 引言  46
  4.2 实验方案  46-47
  4.3 芳纶水刺非织造布的表观及孔隙特征分析  47-56
    4.3.1 扫描电镜图像  47-49
    4.3.2 厚度及平方米克重变化  49-53
    4.3.3 尺寸稳定性分析  53-54
    4.3.4 透气性分析  54-56
  4.4 芳纶水刺非织造布的力学性能分析  56-59
  4.5 芳纶水刺非织造布的红外光谱分析  59-63
  4.6 本章小结  63-64
第五章芳纶水刺非织造布结构参数与性能的关系  64-77
  5.1 引言  64-65
  5.2 纤维排列状态  65-67
  5.3 孔隙特征与表观结构  67-70
  5.4 流体动力系数  70-75
    5.4.1 孔隙计算  70-72
    5.4.2 流体动力系数计算  72-75
  5.5 本章小结  75-77
第六章结论与展望  77-79
  6.1 结论  77-78
  6.2 课题展望  78-79
参考文献  79-84
致谢  84-85
附录  85-93
攻读学位期间的研究成果  93

芳纶水刺非织造布的结构及性能研究

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