羽毛非织造液相过滤材料的工艺技术及其性能研究

摘要

本文通过概述羽毛纤维利用现状及污水过滤的现状，针对我国羽毛资源利用率不高的情况，提出将羽毛纤维应用于非织造过滤材料上的设想，确定了将羽毛纤维和热熔纤维混合，采用气流成网技术路径、针刺缠结和热粘合复合加固技术，制备羽毛非织造材料。在对其结构参数及主要性能进行测试后，利用方差分析探讨了各参数对其主要性能的影响，找出最优的参数，获得“高效阻截颗粒、低阻力通过流体”这一过滤性能。此外，利用羽毛纤维良好的吸附性能，作者对此羽毛非织造材料进行了吸附试验，即利用羽毛非织造材料吸附水相中的Cu2+、孔雀石绿染料和Ca2+、Mg2+离子，研究了温度、时间、pH、吸附剂量、溶液初始浓度等主要参数变化对其吸附性能的影响并建立吸附等温线。
　　 在制备非织造材料前，采用正交实验法来设计方案，确定各纤维的混合比例、针刺道数、加热时间。本实验中，选取聚酯/共聚酯双组分热熔纤维含量、针刺道数、加热时间三个因素，对这三个影响因素都选择三个大小水平，不考虑交互作用。
　　 对材料的结构参数，如面密度、厚度、孔隙率、孔径等及主要性能，如断裂强度和透气性进行测试。在大量实验的基础上，利用方差分析探讨了各参数对主要性能的影响，发现：热熔纤维含量对非织造材料的平均孔径、透气性和断裂强力的影响较为显著，针刺道数对非织造材料的孔隙率影响较为显著，粘结点的数量和位置影响着非织造材料的断裂强力；纤维的覆盖程度影响平均孔径；热熔纤维含量为50％，针刺道数为3道，加热时间为10min时，非织造材料过滤性能的综合效果较优。
　　 对利用羽毛非织造材料试样吸附液相中的离子分子来说，本文进行了非织造材料吸附水相中的Cu2+、孔雀石绿染料分子和Ca2+、Mg2+离子的试验，并研究了温度、时间、pH值、吸附剂量和溶液初始浓度等主要参数对吸附结果的影响和验证了Freundlich吸附等温线，并用涤纶纤维做对比实验，结果表明涤纶基本不吸附这些物质。
　　 通过对羽毛非织造材料的过滤性能和吸附性能的测试得出，羽毛可以应用于过滤材料阻挡杂质颗粒，且非织造材料对Cu2+和孔雀石绿染料分子吸附效果明显，特别对低浓度的具有很好的吸附效果，可以吸附Ca2+、Mg2+离子，所以利用其作过滤净化材料即可过滤颗粒杂质，还可以去除掉废水中的重金属离子和染料分子，软化水质，是很好的天然蛋白吸附材料，成本低，基本属于废物利用，废弃后可降解，具有化纤过滤材料不可比拟的优点。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 羽毛纤维的现状及利用状况

1.2 过滤机理

1.3 本课题研究的目的和意义

1.4 本课题研究的主要内容

第二章 纤维的性能及实验工艺

2.1 实验所用纤维的简介及性能

2.2 实验工艺

第三章 试样的制备、性能测试及结果分析

3.1 试样的制备

3.2 材料的表面结构

3.3 性能测试及结果

3.4 数据分析方法与期望结果

3.5 实验结果分析

3.6 本章小结

第四章 试样的吸附性能实验及结果分析

4.1 试样对重金属Cu2+的吸附实验及分析

4.2 试样对染料孔雀石绿的吸附实验及分析

4.3 试样对钙、镁离子的吸附实验及分析

4.4 本章小结

第五章 结论与展望

参考文献

附录

致谢

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