空气吸尘器过滤材料的结构与性能研究

摘要

我国生产的吸尘器种类繁多，产量也很大，但却因没有与之配套的过滤材料，而降低了吸尘器的使用效果。因此探索研制新型的、专用的吸尘器过滤材料具有广泛的社会意义。 本论文的研究重点是吸尘器聚丙烯熔喷非织造材料加工工艺及其过滤性能分析，对吸尘器滤尘布复合材料的结构与性能进行探讨和分析，并对吸尘器集尘袋做了产品工业化技术路线的初探。本论文研究的主要内容为： 1．研究测试了聚丙烯原料（牌号为Y2600T）的熔体流动指数、结晶度、流动性能等基本性能指标。根据聚丙烯原料的特性，选择适当的设备结构及加工工艺参数，保证熔喷加工的顺利进行。 2．在熔喷工艺实验中通过变化横动层数、空气压力、螺杆转速三个工艺参数来制得不同样品，然后分析聚丙烯熔喷非织造布的工艺参数、结构和过滤性能三者之间的关系。通过研究表明： （1）纤网面密度随着横动层数和挤出量的增大而增大，空气压力对面密度的影响不显著；纤网中纤维的直径随着空气压力的增大而逐渐减小，随着螺杆转速增大而逐渐增大，其中横动层数的影响较不显著；熔喷非织造布的孔径主要分布在小孔径范围，纤网孔径随着空气压力的增大而明显减小，随着螺杆转速的增加而增大。 （2）过滤效率测试表明：熔喷非织造布过滤效率随着纤维直径、纤网孔径的减小而增大，随着厚度的增大而提高；过滤阻力随着纤维直径、厚度的增大而提高。此外，实验中还通过驻极处理来改善材料的过滤效率。实验表明，相同工艺技术下的材料经过驻极处理后过滤效率明显提高，而过滤阻力没有变化。 3．以熔喷非织造布，纺粘非织造布和湿法非织造布为基本材料，对其以五种吸尘器袋结构形式进行组合，通过压烫粘合技术将各材料复合，并对五种吸尘器袋结构复合材料的结构与性能进行分析，得出以下结论： （1）熔喷与纺粘或湿法非织造布中的任一层或两层的复合过滤材料具有很好的拉伸强度和抗变形能力，弥补了熔喷过滤材料存在的力学性能差和耐磨性差的缺陷。 （2）复合过滤材料的孔径值取决于参与复合材料中的具有最小孔径值的非织造布，复合材料的过滤效率取决于参与复合材料中的具有最高过滤效率的非织造布。材料间的粘结作用提高了复合材料的过滤效率和过滤阻力。 （3）复合过滤材料既保持了熔喷非织造布高效低阻的过滤特性，又具有纺粘法/湿法非织造布很高的力学性能。 （4）随着过滤比速的增加，复合材料的过滤效率呈下降趋势，扩散和静电效应仍为主要因素。过滤阻力同过滤比速成线性正比关系。 本文还阐述了吸尘器滤料的除尘过滤机理，滤料的阻力特性和效率特性，阻力与清灰的关系以及效率与过滤风速的关系。在查阅资料和大量实验及比较分析的基础上提出了五种吸尘器结构的优化方案，并对吸尘器集尘袋做了产品工业化技术路线的初探。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 前言

1.1本课题提出的背景

1.2非织造空气过滤材料的发展

1.3复合空气过滤材料的发展

1.4本课题研究意义及主要内容

参考文献

第二章 吸尘器熔喷非织造材料加工工艺研究

2.1聚丙烯原料性能分析

2.2熔喷纺丝成网系统与测试系统介绍

2.3熔喷非织造加工实验设计

2.4实验结果与分析

2.5本章小结

参考文献

第三章 空气吸尘器过滤复合材料的研发

3.1空气过滤机理

3.2空气过滤复合材料原料的选择

3.3空气过滤复合材料的复合方式

3.4空气过滤复合材料的性能测试

3.5本章小结

参考文献

第四章 空气吸尘器过滤复合材料的性能研究

4.1复合材料性能分析

4.2优化试验方案的确定

4.3产品工业化的初探

4.4本章小结

参考文献

第五章 结论

附录

发表的学术论文及申请的专利

致谢