熔噴-靜電紡復合法聚乳酸非織造布的制備及過濾性能研究.pdf

1、本文采用可生物降解的聚乳酸(PLA)為原料，利用熔噴法非織造技術(shù)制備熔噴非織造布(MB)，再通過靜電紡技術(shù)將其噴覆在熔噴非織造布上制備熔噴/靜電紡復合法PLA非織造布(PLA MB/ES Nw)并用于過濾材料；該方法替代熔噴的駐極過程，在相同定量的基礎(chǔ)上可以大大提高熔噴非織造布的過濾效率，而過濾阻力增長不大，生產(chǎn)工藝簡單，能耗小，成本低，可用于過濾空氣中的微粒且效果顯著。
　　 本文首先通過調(diào)節(jié)熱空氣噴吹溫度、速度、狹縫寬度、接

2、收距離(DCD)等工藝參數(shù)，系統(tǒng)地研究了PLA熔噴非織造布(PLA MB)生產(chǎn)工藝參數(shù)與其結(jié)構(gòu)和性能的關(guān)系。結(jié)果表明，隨著熱空氣溫度升高，產(chǎn)品的過濾性能有所降低，而透氣性能增加；隨著熱空氣狹縫寬度的增加，產(chǎn)品的過濾效率降低，透氣性能增大；隨著DCD的增加，產(chǎn)品的過濾效率增大，而透氣量也增大，且基本與DCD成正比變化。由于工藝參數(shù)存在交互作用，本文進一步采用三層后向傳播學習方法(BP)的神經(jīng)網(wǎng)絡模型處理實驗數(shù)據(jù)并進行性能預測，結(jié)果表明，B

3、P神經(jīng)網(wǎng)絡模型預測的過濾效率平均值誤差在±3％以內(nèi)，透氣量平均值的誤差在±8％以內(nèi)，為優(yōu)化生產(chǎn)工藝參數(shù)提供了一定的理論基礎(chǔ)。
　　 在成功制備PLA MB的基礎(chǔ)上，本文重點研究了PLA MB/ES Nws的制備技術(shù)。選用1,4-二氧六環(huán)/丙酮作為PLA的共混溶劑制作靜電紡絲液，且當紡絲液濃度為8％、紡絲的過程中加入少量的NaCl時，紡出纖維的性能較好。在靜電噴覆時間為10min時，所得PLA MB/ES Nws過濾材料的過濾效率

4、和透氣量的綜合效果較好。根據(jù)所制備的PLA MB/ES Nws，本文又進一步建立了復合非織造布的結(jié)構(gòu)模型，并對結(jié)構(gòu)參數(shù)與工藝條件的關(guān)系進行了分析。
　　 通過調(diào)節(jié)電壓、擠出速率和接收距離等工藝參數(shù)，本文又研究了靜電復合工藝參數(shù)對PLAMB/ESNws的結(jié)構(gòu)與性能的影響。結(jié)果表明，隨著靜電紡電壓的提高，纖維直徑逐漸變細，PLA MB/ES Nws的過濾效率增大，透氣性能下降；隨著紡絲液擠出速率的增大，纖維的平均直徑增大，PLA M

5、B/ES Nws的過濾效率先降低后增大，透氣量增加；隨著接收距離的增大，纖維直徑逐漸變細，且線密度的均勻度增加，PLAMB/ES Nws的過濾效率增大，透氣量降低。同時，還進一步在上述結(jié)構(gòu)模型基礎(chǔ)上，建立了用于表征過濾性能的過濾模型，并分析了過濾參數(shù)及不同層次結(jié)構(gòu)參數(shù)對過濾性能的影響。
　　 本文還采用三層BP神經(jīng)網(wǎng)絡模型分兩步訓練處理實驗數(shù)據(jù)并進行復合工藝參數(shù)預測。結(jié)果表明，BP神經(jīng)網(wǎng)絡模型預測的過濾效率誤差在±0.5％以內(nèi)，