林杰开题报告

毕业论文开题报告题目：熔喷空气过滤材料的过滤性能研究学生姓名：林杰学号：110901339专业：纺织工程（针织与服装方向）指导教师：张威（教授）2016年3月16日毕业论文开题报告—2—1文献综述1.1研究背景工业生产的发展极大地改善了人们的物质生活,但工业生产产生的废气废水污染环境已成为世界上急待解决的问题。我国重化工、原材料、能源工业的工艺及设备相对落后,不仅资源、能源耗费大,而且污染严重。作为世界燃煤大国的中国,我国火力发电量占总发电量左右,其空气污染物主要成分是烟尘等。主要来自于电力、钢铁、水泥、冶炼、化工等行业生产过程中煤的燃烧。随着生活水平和健康意识的提高,人们对空气质量的要求也越来越高,所以大气污染已引起了人们的高度重视,环保部门对钢铁行业、有色冶金行业、水泥行业以及火力发电、垃圾焚烧和沥青搅拌等行业的高温烟气的除尘要求越来越严格,排尘浓度标准已越来越高。而且随着国家对空气环境质量重视程度的不断提高，PM2.5纳入了新的空气质量评价体系。国家环保部门近期公布的《环境空气质量标准》修订版指出：我国PM2..5年和24h平均浓度限值分别定为35μg/m3和75μg/m3。要实现这个目标，需要从根本上治理工业污染源、防治机动车污染和控制餐饮业和工地扬尘污染。目前，人们更多地关注公共建筑物内的空气环境质量。中央空调系统没有对环境空气中的微细颗粒物进行有效过滤是造成公共建筑物内PM2．5浓度超标的主要原因。采用高效低阻过滤材料制成过滤器加强对环境空气中颗粒物的过滤，是解决这个问题的有效途径。由于环境空气中微细颗粒物浓度远小于工业除尘中颗粒物的浓度，宜采用具有阻隔性质和深层过滤能力的过滤材料对其进行过滤。本文对具有以上性能的丙纶针刺非织造过滤材料的过滤性能进行实验研究和理论分析[1]。1.2空气过滤材料的种类1.2.1机织和针织过滤材料机织过滤材料的纱线及其交织处密度都比较大,被过滤的颗粒物基本上只能从经纬纱之间较大的孔隙通过。一般机织过滤材料的孔隙率为30%-40%,而且是直通的,只有在交织点上才出现渗透性,其在对空气进行过滤时,颗粒容易穿透。为了提高其过滤效率,一般要求组织紧密,这将使过滤阻力增大。因此,其不适合用来对环境空气进行过滤。针织起绒过滤材料表面平整,有一定长度均匀分布的绒毛,由于它的孔隙形成弯曲迂毕业论文开题报告—3—回的通道,因而能够阻挡比孔隙小得多的颗粒,滤尘效果优于机织过滤材料,对大颗粒和纤维性粉尘具有较高的过滤效率。但对PM2.5的过滤效率低于20%,也不适合用来对环境空气进行过滤。1.2.2非织造空气过滤材料非织造过滤材料中的纤维能均匀分开且不具有明显的方向性,纤维受到上层纤维遮蔽的程度最小,具有大量蓬松的孔隙结构,被过滤的颗粒可与纤维在蓬松的孔隙中广泛接触,能充分发挥各种捕集机理的作用。因此,其过滤效率高,压力损失小。非织造空气过滤材料中最常用的针刺、熔喷和覆膜过滤材料,其静电捕集颗粒物的作用很小,主要是通过械捕集方式来捕集颗粒,只有当过滤纤维非常细并处于夯实状态时才能达到较高的过滤效率,但表现出很高的过滤阻力。针刺过滤材料强度较高,阻力小,但效率较低。如果能利用非织造过滤材料阻力较小的性能,在形成滤料的高聚物的中赋予大量的固定电荷,使长期带有稳定电荷的过滤材料在其周围产生稳定的电场,即制作成驻极体过滤材料,就会大大提高其过滤性能。[2]。1.3空气过滤材料的性能测试由于过滤材料发展的速度远远超前于过滤材料产品标准的制定速度,无论是金属滤材、植物纤维滤材还是非织造布滤材都没有具体范围内的标准。由于滤材没有严格意义上的标准,过滤技术的发展与科研工作就受到影响。滤材销售商往往宣称自己的材料性能很好,却没有明确指明其测试指标使用的是什么方法,在实际应用中也达不到宣称的效果。许多来自发达国家的过滤技术不能在国内引起响应,阻碍了过滤技术的进步和发展。如果有一套完整的标准,又有明文规定的测试方法,许多问题就可得以解决。过滤材料有很多测试指标,可分为过滤性能指标、物理指标和化学指标,这三类测试指标相互作用,综合反映了过滤材料的优劣。分析这些指标,对过滤材料的研究开发和合理选用非常重要。1.3.1过滤性能指标反映过滤材料过滤性能的指标有过滤效率、透气性、容尘量、纤维迁移、孔径、压力损失(即过滤阻力)、初阻力等。过滤效率是指某个尺寸以上的颗粒物被过滤材料捕集的效率。过滤材料捕集的粉尘毕业论文开题报告—4—量与未经过滤材料进行过滤的空气中的粉尘量之比为“过滤效率”,效率有95%、99%或小数为几个“9”,但没有100%。粒径小于0.1μm的粒子主要做扩散运动,粒子越小,效率越高;大于0.5μm的粒子主要做惯性运动,粒子越大,效率越高。在0.1~0.3μm粒径之间,过滤效率有一最低点,该粒径大小的粉尘最难过滤。过滤阻力是测试过程中过滤材料进风口与出风口之间的压力差。纤维使气流绕行,产生微小阻力。无数纤维的阻力之和就是过滤材料的阻力。过滤材料的阻力随气流流速的增大而提高,通过增大过滤材料面积,可以降低穿过滤料的相对风速,从而减小过滤材料阻力。容尘量并非过滤器报废时容纳大气粉尘的重量,与过滤器实际容纳粉尘的重量没有直接对应关系,它是过滤器在特定实验条件下容纳试验粉尘的重量,因此孤立的容尘量数据对用户没有任何意义。只有在实验条件和试验粉尘相同时,才能根据容尘量数据来估计哪只过滤器会比另一只的使用寿命更长。欧美一些标准中规定的试验终止条件是:(1)阻力达到初阻力的2倍或更高时；(2)瞬时过滤效率低于最高效率的85%时。大多数过滤器的阻力只升不降,只有用蓬松的粗纤维（≥10μm）材料制成的低效率过滤器可能出现第二种情况。透气性直接影响过滤材料的流量阻力。国际上测定一般以在一定压力差条件下,单位时间内通过试样单位面积的空气量表示。孔径指滤料中孔隙的大小,以微米表示。孔径测试方法在国际上是统一的,即将滤材浸泡在试验液中,在滤材一端施加微压气体,用气体以气泡形式从滤材另一端溢出时的压力值计算溢泡点的微孔尺寸。滤材在制成过滤器后,使用过程中遇到的最严重的问题是有介质脱落。介质脱落可造成过滤效率下降,容尘量减少,同时介质脱落迁移到空气中还会形成有害物质,进而造成空气污染。测定介质脱落的方法有计数法或称重法,也有纤维镜观测法。1.3.2物理化学性能指标滤材的基本物理性能指标有:滤材厚度、密度、伸展性、刚性、拉伸强力、顶破强力、棚裂强力、耐磨性等。过滤材料的化学性能指标有:耐酸碱性、耐腐烛性等。1.3.3特殊性能指标滤材的特殊性能指标要求是由过滤工艺性能决定的,如化学稳定性、热稳定性、抗老化、耐日晒性,便于清洗及卸下滤渣,并具有一定的耐洗能力,具有一定的寿命,有的还毕业论文开题报告—5—需具有如阻燃性能、抗细菌性能、抗静电性能等特殊的安全性能[3]。1.4熔喷空气过滤材料的应用现状随着现代工业迅速发展,对环境的洁净度要求越来越高,要达到高等级的空气洁净度,就需要有性能优越的过滤材料。目前高效、亚高效等过滤器大部分还在使用玻璃纤维滤纸,虽然具有对微细粒子高效捕集的优点,但因其结构密集,孔隙小且少,导致过滤阻力大,还因玻璃滤纸的抗折皱能力极差,影响了滤材的使用寿命。最致命处是其用后无法销毁,将给环境造成污染。丙纶熔喷非织造布的生产工艺决定了其纤维细、结构蓬松、孔隙多、抗折皱能力好,具备作滤材的优点。特别是由于丙纶的原料特性,使其比表面积大(密度小)、耐化学腐蚀性好,尤其适于工业滤材,被电子、制药、食品、饮料、化学等行业广泛应用。通过控制熔喷工艺,能获得合乎需求的纤网结构及合适的单丝纤度分布。丙纶熔喷非织造布是目前大有发展前途的滤材。根据纤维过滤五种机理(拦截效应、惯性效应、扩散效应、静电效应、重力效应),丙纶熔喷非织造布完全可以作为理想的过滤材料,尤其是丙纶熔喷非织造布驻极后的静电作用,可提高效率20%-30%,是其他滤材无可比拟的。丙纶熔喷非织造布做滤材一般使用复合的方法。熔喷非织造布的纤网强力较低,且薄,为了增加强度及容尘量,一般根据净化级别要求,采用与纺粘、针刺等材料复合方法,得到综合效果较好的空气过滤复合材料,在相同滤速下既有初始阻力低,又有过滤效率高、容尘量大的特点。目前丙纶熔喷非织造布复合空气滤材已经非常广泛地应用于各行业的洁净工程领域[4]。1.5本课题研究的目的和意义在全面了解过滤材料的过滤机理、测试和评价方法以及结构因素对熔喷过滤材料性能影响的基础上，对各种熔喷过滤材料进行实际测试与理论分析，明确影响其过滤材料性能的主要因素，建立过滤材料的数学模型并予以优化与完善,并对其过滤材料性能进行综合评价。随着生产工艺的改变和人们要求的提升，对过滤材料质量的要求也越来越高，而对熔喷过滤材料性能的综合体系的构建和优化目的是用于所评价产品的质量控制[5-10]。毕业论文开题报告—6—参考文献[1]张威,谷海兰.非织造空气过滤材料对PM2.5的过滤性能[J].上海纺织技术,2013,41（2）:59-61.[2]张威，高翼强，李向红.舒适性史调用史气过滤材料过滤性能的研究[D].河北科技大学.2011,(02)：341－348.[3]简小平.非织造布空气过滤材料过滤性能的研究[D].东华大学,2014.[4]肖慧明,谢文虎,陈钢进.熔喷聚丙烯驻极体空气过滤材料对不同气溶胶的过滤性能及过滤机理研究[J].功能材料,2013,07:936-939.[5]张小良，沈倩，沈恒根，赵志国.空气过滤材料过滤性能实验研究[D].上海应用技术学院学报（自然科学版）,2014，14（3）：244-251.[6]李熙，李晓晖.选矿用丙纶针刺过沈毡的布开制及应用[J].产业用纺织品,2013（11）:6-13.[7]邵敬党.针刺非织造布空气过滤材料的研究探讨[J].丹东纺专学报2003，10（1）：14-18.[8]臧传锋，任煜，王辉生.针刺非织造过滤材料驻极处理研究[J].产业用纺织品.2014，301(11)：36－41.[9]朱冰,靳向煜.针刺复合材料的过滤性能研究[D].东华大学,2010，18（1）:31-36.[10]I.Krucinska.Theinfluenceoftechnologicalparametersonthefiltrationefficiencyofelectretneedlednon-wovenfabrics$[J].MJournalofElectrostatics,2002，56(13):143-153.毕业论文开题报告—7—2本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段及途径2.1研究和需要解决的问题论文应在全面了解微细颗粒物的特征以及国家对环境空气中微细颗粒物含量要求的基础上，参照国家和国际相关标准，搭建舒适性空调用空气过滤材料过滤性能的测试系统，对丙纶过滤材料的过滤效率、过滤阻力和容尘量等指标进行测试，明确各种过滤材料对可吸入颗粒物的净化效果以及影响因素，优选出高效、低阻、成本低的丙纶过滤材料，为空气过滤器生产企业选择合理的过滤材料提供技术参考。毕业论文开题报告—8—2.2研究手段和途径1.查阅相关文献资料10篇以上，外文参考资料阅读量不少于10万印刷符；2.在图书馆或网络查询资料，收集有关信息资料；3.参照国家及行业相关标准，搭建空调用空气过滤材料过滤性能的测试系统。4.合理规划和选择过滤材料，对其过滤效率、过滤阻力和容尘量等指标进行测试。5.在对各种过滤材料过滤性能进行分析的基础上，优选出高效、低阻、成本低的丙纶过滤材料。