在固液分離中熔噴濾芯（立體成型）的結(jié)構(gòu)與性能的研究.pdf

1、熔噴聚丙烯(PP)濾芯(立體成型)，是近年發(fā)展起來(lái)的一種新型微孔式過(guò)濾介質(zhì)。隨著人民生活水平的提高，人民對(duì)環(huán)境、飲食、水質(zhì)的要求也就越來(lái)越高，無(wú)論是工業(yè)廢水處理，還是日常生活中的家庭凈水，或是工業(yè)產(chǎn)品的凈化和生活飲品的凈化都離不開(kāi)液體過(guò)濾。熔噴PP濾芯(立體成型)作為一種新型的液體過(guò)濾材料可廣泛的應(yīng)用于水質(zhì)過(guò)濾當(dāng)中，因此對(duì)濾芯材料和成型工藝研究的必要性也就日益突出。 本研究中根據(jù)課題工藝要求，對(duì)我們實(shí)驗(yàn)室的熔噴設(shè)備進(jìn)行必要的改

2、進(jìn)。模頭組件是聚合物噴絲成網(wǎng)系統(tǒng)的核心部件之一，它的改進(jìn)將直接影響纖網(wǎng)結(jié)構(gòu)、纖維性能的好壞，模頭組件由三部分組成：噴頭、氣板、和底板三部分。螺桿也是實(shí)驗(yàn)的重要部件之一，也進(jìn)行了改進(jìn)。由于熔噴濾芯(立體成型)的接收裝置比較特殊，在實(shí)驗(yàn)階段把傳統(tǒng)的平網(wǎng)成型接收裝置改進(jìn)為立體成型接收裝置。 研究中使用哈克流變儀、差動(dòng)熱分析儀、x衍射分析儀對(duì)實(shí)驗(yàn)用(牌號(hào)為Y2600T)的聚丙烯(PP)聚合物進(jìn)行有關(guān)物理性能測(cè)試。經(jīng)分析，本實(shí)驗(yàn)用的熔噴P

3、P聚合物為假塑性切力變稀流體，在高溫時(shí)的非牛頓指數(shù)n和1相比相差比較大，因此是典型的非牛頓流體。通過(guò)差動(dòng)熱分析儀分析，可以掌握聚合物的熔點(diǎn)性能，了解聚合物的熔點(diǎn)溫度是生產(chǎn)熔噴濾芯控制工藝溫度的一個(gè)重要的參數(shù)。通過(guò)對(duì)熔噴前后材料進(jìn)行x衍射分析得出，熔噴后非織造熔噴材料的結(jié)晶度比熔噴前材料的結(jié)晶度要高，是因?yàn)榫酆衔镌趯?shí)驗(yàn)過(guò)程中收到高速氣流的拉伸作用，從而對(duì)纖維材料的結(jié)晶度產(chǎn)生影響。 使用實(shí)驗(yàn)室自行研制的聚合物紡絲成網(wǎng)設(shè)備進(jìn)行熔噴濾

4、芯(立體成型)加工，通過(guò)改變七個(gè)熔噴實(shí)驗(yàn)工藝參數(shù)：螺桿轉(zhuǎn)速、每個(gè)過(guò)濾層的接收距離(DCD)、每個(gè)過(guò)濾層的纖網(wǎng)層數(shù)來(lái)控制熔噴濾芯(立體成型)實(shí)驗(yàn)工藝。并且對(duì)熔噴纖網(wǎng)的結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行分析，如：纖維細(xì)度、纖網(wǎng)的密度、孔隙率、以及孔徑值，來(lái)為更好的分析熔噴濾芯(立體成型)的性能提供依據(jù)。研究表明，在接收距離不變的情況下，隨著螺桿轉(zhuǎn)速的增加，熔噴纖網(wǎng)的孔隙率、纖維的細(xì)度、纖網(wǎng)的孔徑值均增加，而纖網(wǎng)的密度卻隨之減??；在螺桿轉(zhuǎn)速不變的情況下，隨著接收距

5、離的增加，熔噴纖網(wǎng)的孔隙率、孔徑值隨著增加，而纖維的細(xì)度、纖網(wǎng)的密度卻隨之減小，纖維細(xì)度的減小幅度在本實(shí)驗(yàn)的接收距離范圍內(nèi)表現(xiàn)得很細(xì)微。根據(jù)多因子實(shí)驗(yàn)分析方法得到：每個(gè)過(guò)濾層的纖網(wǎng)層數(shù)在實(shí)驗(yàn)的分析范圍內(nèi)變化，對(duì)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果如：通量、濁度效率、壓降一流量等性能的影響不大；而每個(gè)過(guò)濾層的接收距離的變化會(huì)對(duì)每個(gè)過(guò)濾層的密度和孔徑值產(chǎn)生影響，因此對(duì)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果如：通量、濁度效率、壓降～流量等性能有很大的影響；螺桿轉(zhuǎn)速的變化很大程度上影響纖維的細(xì)度變

6、化，因此對(duì)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果也有很大的影響。 通過(guò)多因子的直觀分析以及方差分析，得出最佳的實(shí)驗(yàn)工藝參數(shù)為：精濾層的接受距離：260mm、精濾層的纖網(wǎng)層數(shù)：4、中濾層的接受距離：290mm、中濾層的纖網(wǎng)層數(shù)：16、粗濾層的接受距離：400mm、粗濾層的纖網(wǎng)層數(shù)：6、螺桿轉(zhuǎn)速：7.0rpm。并對(duì)其進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。 對(duì)Shambaugh給出的氣流拉伸模型進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)在shammbaugh模型中其將熔體視為牛頓流體來(lái)進(jìn)行考慮，但是在本文