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电气石改性熔喷过滤材料的工艺与效能的研究

作　者: 张杰
导　师: 靳向煜
学　校: 东华大学
专　业: 纺织材料与纺织品设计
关键词: 电气石母粒熔喷驻极过滤材料
分类号: TB34
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

空气过滤材料的理想性能是“高过滤效率,低过滤阻力”,聚丙烯(PP)熔喷过滤材料经过驻极,表面会带上电荷,电荷产生的库伦力使材料的过滤效率大大提高,过滤阻力却并没有随之增大,因而广泛用于空气过滤领域。但驻极稳定性受环境条件的影响较大,为了改善这一缺陷,本文基于电气石永久的自发极化效应,提出了将电气石掺杂到聚丙烯熔喷驻极过滤材料中来提高其驻极稳定性的构思。首先对电气石的表面形态、粒径分布、热稳定性等进行研究,分析熔喷工艺中电气石添加的可行性；然后对电气石进行改性,解决无机电气石颗粒与有机聚丙烯的相容性问题,将改性后的电气石与纯PP在双螺杆挤出机上共混挤出,制得电气石含量较高的改性母粒。最后,将高浓度的母粒与纯PP共混纺丝,制得电气石含量不同的熔喷非织造材料,并对其各项性能进行测试。按照上述方法,本研究采用熔融指数(MI)为1800g/10min和30g/10min两种原料来制备电气石改性熔喷非织造材料。MI=1800g/10min时,制备了电气石含量为0%,1%,2%,5%,8%五种熔喷材料；MI=30g/10min时,制备了电气石含量为2%的熔喷材料。MI=1800g/10min时,随着电气石含量的增大,材料中的纤维变粗,孔隙增大,透气性变好；材料的力学性能先上升后下降,拐点出现在2%时。电气石的加入,使得材料的晶型发生了改变,由原来的拟晶态逐渐向α晶转变,结晶度增大,晶粒尺寸减小。电气石改性熔喷材料的热刺激放电(TSD)图谱显示,电气石改性熔喷材料的驻极稳定性增大,过滤效率测试结果也验证了这一点。电气石改性熔喷材料的过滤效率虽有所下降,但是过滤阻力大大降低,过滤效率稳定性增强。文章最后,对比MI=30g/10min和1800g/10minPP制得的电气石改性熔喷材料发现,MI=30g/10min时,材料表面存在料滴,纤网中的孔隙较大,纤维更粗；由于工艺温度较高,其α晶较MI=1800g/10min时更为完善,结晶度高,但晶粒尺寸较大,材料呈现脆性,力学性能下降；过滤效率较MI=1800g/10min时降低较多,过滤阻力略小,过滤稳定性较好。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-10
第1章绪论  10-24
  1.1 引言  10
  1.2 熔喷非织造材料与工艺  10-15
  1.3 驻极体材料与加工技术  15-18
  1.4 熔喷非织造驻极体过滤材料  18-22
  1.5 本课题的研究目的和意义  22-24
第2章电气石的性能及其应用  24-32
  2.1 电气石的物理化学性质  24-25
  2.2 电气石在纺织领域的应用  25-27
  2.3 试验用电气石的形态观察  27
  2.4 试验用电气石的粒径分布  27-29
  2.5 试验用电气石的红外图谱  29-30
  2.6 试验用电气石的X衍射  30-31
  2.7 试验用电气石的热重分析  31-32
第3章电气石改性聚丙烯母粒的制备及性能研究  32-40
  3.1 无机粒子/聚合物杂化材料的制备  32-34
  3.2 试验原料和仪器  34
  3.3 电气石粉体的表面改性  34-36
  3.4 电气石改性PP母粒研究  36-40
第4章电气石改性熔喷非织造材料的制备及性能研究  40-54
  4.1 试验原料及仪器  40
  4.2 电气石改性熔喷非织造材料的制备  40-41
  4.3 电气石改性熔喷非织造材料的性能  41-42
  4.4 性能测试结果与讨论  42-54
第5章熔融指数对电气石熔喷非织造材料的影响  54-60
  5.1 试验方法  54
  5.2 不同熔指PP制得的材料的性能对比  54-60
第六章结论及展望  60-62
  6.1 结论  60-61
  6.2 展望  61-62
参考文献  62-66
附录  66-70
攻读学位期间的研究成果汇总  70-71
  研究生期间发表的学术论文  70-71
致谢  71

电气石改性熔喷过滤材料的工艺与效能的研究

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