熔噴-靜電紡復(fù)合法聚乳酸非織造布的制備及過(guò)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(guò)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(fù)合法PLA非織造布(PLA MB/ES Nw)并用于過(guò)濾材料；該方法替代熔噴的駐極過(guò)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(guò)濾效率，而過(guò)濾阻力增長(zhǎng)不大，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，能耗小，成本低，可用于過(guò)濾空氣中的微粒且效果顯著。
　　 本文首先通過(guò)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(guò)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(guò)濾效率降低，透氣性能增大；隨著DCD的增加，產(chǎn)品的過(guò)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(jìn)一步采用三層后向傳播學(xué)習(xí)方法(BP)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并進(jìn)行性能預(yù)測(cè)，結(jié)果表明，B

3、P神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型預(yù)測(cè)的過(guò)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(diǎn)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(dāng)紡絲液濃度為8％、紡絲的過(guò)程中加入少量的NaCl時(shí)，紡出纖維的性能較好。在靜電噴覆時(shí)間為10min時(shí)，所得PLA MB/ES Nws過(guò)濾材料的過(guò)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(jìn)一步建立了復(fù)合非織造布的結(jié)構(gòu)模型，并對(duì)結(jié)構(gòu)參數(shù)與工藝條件的關(guān)系進(jìn)行了分析。
　　 通過(guò)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(fù)合工藝參數(shù)對(duì)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(xì)，PLA MB/ES Nws的過(guò)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(guò)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(xì)，且線密度的均勻度增加，PLAMB/ES Nws的過(guò)濾效率增大，透氣量降低。同時(shí)，還進(jìn)一步在上述結(jié)構(gòu)模型基礎(chǔ)上，建立了用于表征過(guò)濾性能的過(guò)濾模型，并分析了過(guò)濾參數(shù)及不同層次結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)過(guò)濾性能的影響。
　　 本文還采用三層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型分兩步訓(xùn)練處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并進(jìn)行復(fù)合工藝參數(shù)預(yù)測(cè)。結(jié)果表明，BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型預(yù)測(cè)的過(guò)濾效率誤差在±0.5％以內(nèi)，