非织造布油传递性能测试方法的研究

摘要

随着经济的发展，石油已经成为各国不可或缺的资源。工业化进程在不断加快，油料的加工、生产和运输、应用也在不断扩大，与此同时油料的溢漏事故也经常发生。我国目前对漏油、溢油等事故处理，多采用化学处理法，即消油剂处理，但采用化学方法处理可能会造成二次污染。目前，熔喷非织造布（以下简称熔喷布）作为一种新型的高吸油材料越来越受到重视，它以聚丙烯为主要原料，其纤维直径约2～5μm。这种超细纤维增加了单位面积内的纤维数量和表面积，使熔喷布具有很好的吸附性。虽然熔喷布的需求量在不断扩大，但是对熔喷布油传递性能的测试方法还不完善，还没有合适的测试仪器。
　　传统的织物导湿测试方法，如MMT（Moisture Management Test）液态水传递测试仪，它依据织物中浸入水后能够导电的原理进行织物的导湿性能测试。但油本身并不能够导电。所以MMT方法不能测试油在织物中的传递情况。鉴于以往的测试方法的局限，本文结合近红外技术和信号采集技术提出一种测试非织造布油传递性能的方法，并设计了相应的测试装置。
　　本论文主要包含了以下内容：第一，对近红外线穿过干燥的非织造布和含油的非织造布的变化，作了初步的探讨，确立了基于近红外技术的非织造布油传递性能的测试原理；第二，结合近红外技术和信号采集技术设计了试验装置，并利用MATLAB语言编程进行数据处理，提出了铺展速度、K值（单向传递能力）和吸油速率等参数来表征非织造布的吸油能力；第三，文章对不同非织造试验样品进行了吸油性能的测试，并对试验数据进行了更进一步的研究分析，得出了不同原料、不同工艺的非织造布的吸油性能的差异，验证了论文提出的测试方法的可行性。
　　本文在自制的仪器上测试5种非织造布的吸油性能，相对于传统的测试方法，这种方法具有动态、高精度、快速的特点，通过研究和分析，得出以下结论：
　　1、通过试验验证了当油浸入干燥的非织造布时会引起近红外线透过量的变化，当非织造布中含有油时的近红外透过量比干燥时的透过量多，且近红外透过量随着浸入程度的变化而变化。
　　2、基于上述原理设计了测试非织造布油传递性能的仪器，该仪器采用近红外技术和信号采集技术，测试过程充分自动化，减少人为因素的影响。
　　3、利用该仪器测试不同的非织造布试样的油传递性能，对测试结果进行方差分析，结果表明该测试仪器能够辨别不同试样吸油性能的差异。
　　4、将利用近红外油传递测试仪器测试的不同试样的油传递速度与客观的视频拍摄方法的测试结果进行对比，结果证明该方法能够准确的测试不同试样的油传递速度，为非织造布油性能的测试提供一个新思路。
　　5、定义K=VMD/VCD，为不同方向的铺展速度的比值，表征试样油传递的单向传递能力。可以看出油在试样中单向传递的能力。若K大于1，表明油倾向沿着试样的MD方向铺展，反之，则表明油倾向沿着试样的CD方向铺展。其中2号试样K值在2左右，表明油在2号试样中更倾向沿着MD方向铺展，其他试样K值均在1左右，表明油在MD方向和CD方向的铺展能力差异不大。
　　6、定义吸油速率为非织造布在单位时间里吸收的油量，得出吸油速率随着时间的延长不断减小，但是速率变化并不是均匀的。不同试样的吸油速率的变化率是不相同的。
　　7、由吸油速率曲线可以推断，非织造布吸油的过程分为两个阶段，第一个阶段为油源充足阶段，且织物中孔隙较多时候，油主要沿着织物中的大毛细管传递，第二个阶段为油源非充足阶段，且织物中孔隙大部分浸入了油，在这个阶段中油主要靠毛细管的内外压力差进行传递。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 水面油污的处理方法

1.3 织物吸油与吸水性能测试方法

1.4 织物导湿与吸油理论的研究现状

1.5 本论文研究内容与意义

第二章 基于近红外技术非织造布油传递性能的测试原理

2.1 近红外线的介绍

2.2 光电二极管及其工作原理

2.3 近红外线透过（水、油）湿润织物的变化

2.4 测试平台设计与搭建

2.5本章小结

第三章 油传递测试装置的评价以及参数指标

3.1 供油装置的误差分析

3.2 测试装置准确性的验证

3.3 实验曲线与参数提取

3.4 本章小结

第四章 非织造布油传递性能的研究

4.1 试验

4.2 试验结果与分析

4.3 本章小结

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 课题展望

参考文献

附录

硕士攻读期间发表的论文

致谢