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C题 插层熔喷非织造材料的性能控制研究
熔喷非织造材料是口罩生产的重要原材料,具有很好的过滤性能,其生产工艺简单、 成本低、质量轻等特点,受到国内外企业的广泛关注。但是,由于熔喷非织造材料纤维 非常细,在使用过程中经常因为压缩回弹性差而导致其性能得不到保障。因此,科学家 们创造出插层熔喷法,即通过在聚丙烯(PP)熔喷制备过程中将涤纶(PET)短纤等纤 维插入熔喷纤维流,制备出了“Z型”结构的插层熔喷非织造材料。 插层熔喷非织造材料制备工艺参数较多,参数之间还存在交互影响,加上插层气流 之后更为复杂,因此,通过工艺参数(接收距离和热空气速度)决定结构变量(厚度、 孔隙率、压缩回弹性),而由结构变量决定最终产品性能(过滤阻力、过滤效率、透气 性)的研究也变得较为复杂。如果能分别建立工艺参数与结构变量、结构变量和产品性 能之间的关系模型,则有助于为产品性能调控机制的建立提供一定的理论基础。 需要回答的问题请查阅相关文献,了解专业背景,研究题目数据,回答下列问题。
本题自由度很大,资料也是最多的,和今年的深圳杯D题一样,属于已经有固定的模型,需要对模型进行最优求解! (思路持续更新。。。。。) 传统熔喷法非织造材料工艺流程:熔体制备一过滤一计量一纺丝成网一卷绕。 (1)熔体制备 (2)过滤 (3)计量 (4)熔体从喷丝孔挤出 (5)熔体细流牵伸与冷却 (6)成网 插层熔喷工艺流程如图A君所画的
第一问、第二问、第三问已更新
个人认为这种解法有点缺陷,没有的到具体的物理模型,这样会导致后面的题没法解答 插层率的解答 不同 PP/PET 的比例对材料性能的影响(这个就是插层率) 1、2、11 和 12 号样品中 PP 的含量分别为 100%、90%、80%以及 70%,从表中可以看出相同克重下,随着熔喷 PP 纤维占比的减少,中空涤纶纤维占比的增加,因为中空涤纶具有卷曲,在材料中间支撑着熔喷纤维不压缩到一起,增加空隙,插层熔喷材料的厚度也在慢慢增加。厚度的变化也会影响到其他性能的变化。 PP/PET 的比例对材料过滤性能的影响 从表1中可以看出,随着涤纶纤维比例的增加,材料的过滤阻力降低,过滤效率增加。从图中可以看出,纯熔喷 1 号样材料对 PM2.5 的过滤效率达到68%以上,但是随着材料中涤纶纤维的增加,熔喷纤维的减少,材料的孔隙增加,孔隙率变大,过滤阻力降低,过滤效率也下降。加入插层的中空涤纶纤维,可以有效地增加材料的容尘量,加入一部分涤纶纤维,对于直径大于 2.5 μm 的颗粒物过滤效率都达到 96%以上,过滤效率降低的很少,可以用于常温过滤。 |
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