海泡石/聚苯硫醚復(fù)合材料制備及其過濾性能的數(shù)值模擬
發(fā)布時間:2022-01-24 09:59
我國高耗能企業(yè)迅猛發(fā)展的同時也伴隨著高溫?zé)焿m的產(chǎn)生,這些高溫?zé)焿m不僅帶有毒害物質(zhì),還導(dǎo)致了大氣污染加重,霧霾現(xiàn)象增多。大氣煙塵污染的治理工作推動了袋式除塵行業(yè)的迅速發(fā)展,而濾袋是袋式除塵器的核心部件,研究濾袋中濾料的性能便顯得尤為重要。聚苯硫醚纖維由于其較好的綜合性能成為袋式除塵器中使用最廣泛的一種濾料,它的使用溫度在180℃左右,但很多工業(yè)生產(chǎn)排出的煙塵溫度可達(dá)200℃,甚至更高。因此,提升聚苯硫醚纖維熱穩(wěn)定性的研究具有重要的現(xiàn)實意義。近年來,通過添加填料的方法來有效提升聚苯硫醚的熱性能成為該領(lǐng)域的研究熱點。本文以聚苯硫醚為主要原料,通過添加改性海泡石和抗氧劑來提升其耐高溫性能。利用雙螺桿擠出機(jī)對其進(jìn)行熔融共混,成功制備出耐熱性能更好的聚苯硫醚復(fù)合材料。實驗研究了海泡石改性前后的結(jié)構(gòu)特征和表面性質(zhì),通過X射線衍射儀(XRD)、掃描電鏡(SEM)、紅外(FTIR)、差熱分析(DSC)等表征手段對添加了填料的聚苯硫醚進(jìn)行了探究和分析,進(jìn)一步了解改性聚苯硫醚復(fù)合材料的性能。在此基礎(chǔ)上,構(gòu)建出聚苯硫醚改性前后的纖維過濾介質(zhì)模型,并采用CFD-DPM方法對其性能進(jìn)行數(shù)值模擬,得到如下結(jié)論:(1...
【文章來源】:安徽工業(yè)大學(xué)安徽省
【文章頁數(shù)】:73 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
符號說明
1 緒論
1.1 研究背景
1.2 聚苯硫醚的研究現(xiàn)狀
1.2.1 聚苯硫醚簡介
1.2.2 聚苯硫醚纖維
1.2.3 聚苯硫醚的合成
1.2.4 聚苯硫醚的改性
1.2.5 聚苯硫醚/黏土復(fù)合材料制備方法
1.3 海泡石的改性研究概況
1.3.1 海泡石簡介
1.3.2 海泡石改性
1.4 抗氧劑概述
1.4.1 抗氧劑作用機(jī)理
1.4.2 抗氧劑的選擇
1.5 濾料過濾性能的數(shù)值模擬
1.5.1 纖維濾料的結(jié)構(gòu)模型
1.5.2 平板型纖維濾料數(shù)值模擬研究進(jìn)展
1.6 研究內(nèi)容、目的及技術(shù)路線
1.6.1 研究內(nèi)容
1.6.2 研究目的和意義
1.6.3 技術(shù)路線
1.7 創(chuàng)新點
2 海泡石表面改性及結(jié)構(gòu)分析
2.1 實驗部分
2.1.1 實驗原料與儀器
2.1.2 實驗過程與流程圖
2.1.3 性能測試和表征
2.2 結(jié)果與討論
2.2.1 微觀形貌SEM分析
2.2.2 紅外光譜分析
2.2.3 UV-Vis分析穩(wěn)定性
2.2.4 X射線衍射分析
2.3 本章小結(jié)
3 海泡石/聚苯硫醚復(fù)合材料的制備及性能研究
3.1 實驗部分
3.1.1 實驗原料與儀器
3.1.2 實驗過程與流程圖
3.1.3 性能測試和表征
3.2 結(jié)果與討論
3.2.1 微觀形貌SEM分析
3.2.2 紅外光譜分析
3.2.3 UV-Vis分析穩(wěn)定性
3.2.4 X射線衍射分析
3.2.5 復(fù)合材料DSC分析
3.3 本章小結(jié)
4 海泡石/聚苯硫醚復(fù)合材料纖維的擬態(tài)化建模
4.1 海泡石/聚苯硫醚復(fù)合材料纖維模型的創(chuàng)建
4.1.1 纖維過濾介質(zhì)三維模型的創(chuàng)建依據(jù)
4.1.2 基于SEM掃描電鏡圖像對纖維過濾介質(zhì)模型的創(chuàng)建
4.2 本章小結(jié)
5 海泡石/聚苯硫醚復(fù)合纖維過濾性能的數(shù)值模擬
5.1 數(shù)值計算模型
5.1.1 CFD-DPM數(shù)值模型
5.1.2 過濾性能經(jīng)驗公式
5.1.3 模型邊界條件設(shè)置
5.1.4 顆粒粒徑設(shè)置
5.2 模擬結(jié)果分析與討論
5.2.1 速度分布
5.2.2 壓力分布
5.2.3 過濾性能
5.3 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間主要成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]二維隨機(jī)分布纖維過濾介質(zhì)的壓力損失分形模型[J]. 張杰,付海明,趙洪亮,雷陳磊,朱輝. 東華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2015(06)
[2]Effect of TiO2@SiO2 nanoparticles on the mechanical and UV-resistance properties of polyphenylene sulfide fibers[J]. Zexu Hu,Lili Li,Bin Sun,Si Meng,Long Chen,Meifang Zhu. Progress in Natural Science:Materials International. 2015(04)
[3]空氣過濾器玻纖濾料纖維排布對初始過濾性能的影響[J]. 貢達(dá),周斌,程建杰,范佳琪,陳麗萍,黃慶. 暖通空調(diào). 2015(07)
[4]聚苯硫醚/有機(jī)蒙脫土復(fù)合材料熱氧化研究[J]. 邢劍,鄧炳耀,劉慶生,張越. 合成纖維工業(yè). 2014(05)
[5]高溫工業(yè)煙(粉)塵治理與濾料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及對策[J]. 李昱昊. 紡織導(dǎo)報. 2014(01)
[6]有機(jī)改性蒙脫土研究進(jìn)展[J]. 趙正容,時少坤,李俊情,尹曉剛. 廣東化工. 2013(21)
[7]袋式除塵器用高性能濾料選擇及應(yīng)用[J]. 黃磊,黃斌香,陳觀福壽. 化工新型材料. 2013(11)
[8]玄武巖纖維增強(qiáng)聚苯硫醚復(fù)合材料摩擦磨損性能的研究[J]. 王宏亮. 中國塑料. 2013(08)
[9]碳纖維織物增強(qiáng)聚苯硫醚復(fù)合材料的制備及性能[J]. 阮春寅,丁江平,張翼鵬,張笑晴,范欣愉. 材料導(dǎo)報. 2012(14)
[10]聚苯硫醚纖維及其應(yīng)用[J]. 王樺,覃俊,陳麗萍. 合成纖維. 2012(03)
博士論文
[1]黏土的表面改性及聚乙烯納米復(fù)合材料的研究[D]. 錢鐘鐘.中國科學(xué)院研究生院(化學(xué)研究所) 2008
碩士論文
[1]細(xì)小圓管內(nèi)相變微膠囊懸浮液對流傳熱特性數(shù)值模擬研究[D]. 張汪林.安徽工業(yè)大學(xué) 2016
[2]雜化聚苯硫醚(PPS)改性纖維的研究[D]. 張勇.太原理工大學(xué) 2015
[3]聚苯硫醚的合成及抗氧化改性研究[D]. 萬繼憲.浙江理工大學(xué) 2012
[4]耐熱聚苯硫醚纖維的制備及其性能的研究[D]. 盛向前.太原理工大學(xué) 2011
本文編號:3606370
【文章來源】:安徽工業(yè)大學(xué)安徽省
【文章頁數(shù)】:73 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
符號說明
1 緒論
1.1 研究背景
1.2 聚苯硫醚的研究現(xiàn)狀
1.2.1 聚苯硫醚簡介
1.2.2 聚苯硫醚纖維
1.2.3 聚苯硫醚的合成
1.2.4 聚苯硫醚的改性
1.2.5 聚苯硫醚/黏土復(fù)合材料制備方法
1.3 海泡石的改性研究概況
1.3.1 海泡石簡介
1.3.2 海泡石改性
1.4 抗氧劑概述
1.4.1 抗氧劑作用機(jī)理
1.4.2 抗氧劑的選擇
1.5 濾料過濾性能的數(shù)值模擬
1.5.1 纖維濾料的結(jié)構(gòu)模型
1.5.2 平板型纖維濾料數(shù)值模擬研究進(jìn)展
1.6 研究內(nèi)容、目的及技術(shù)路線
1.6.1 研究內(nèi)容
1.6.2 研究目的和意義
1.6.3 技術(shù)路線
1.7 創(chuàng)新點
2 海泡石表面改性及結(jié)構(gòu)分析
2.1 實驗部分
2.1.1 實驗原料與儀器
2.1.2 實驗過程與流程圖
2.1.3 性能測試和表征
2.2 結(jié)果與討論
2.2.1 微觀形貌SEM分析
2.2.2 紅外光譜分析
2.2.3 UV-Vis分析穩(wěn)定性
2.2.4 X射線衍射分析
2.3 本章小結(jié)
3 海泡石/聚苯硫醚復(fù)合材料的制備及性能研究
3.1 實驗部分
3.1.1 實驗原料與儀器
3.1.2 實驗過程與流程圖
3.1.3 性能測試和表征
3.2 結(jié)果與討論
3.2.1 微觀形貌SEM分析
3.2.2 紅外光譜分析
3.2.3 UV-Vis分析穩(wěn)定性
3.2.4 X射線衍射分析
3.2.5 復(fù)合材料DSC分析
3.3 本章小結(jié)
4 海泡石/聚苯硫醚復(fù)合材料纖維的擬態(tài)化建模
4.1 海泡石/聚苯硫醚復(fù)合材料纖維模型的創(chuàng)建
4.1.1 纖維過濾介質(zhì)三維模型的創(chuàng)建依據(jù)
4.1.2 基于SEM掃描電鏡圖像對纖維過濾介質(zhì)模型的創(chuàng)建
4.2 本章小結(jié)
5 海泡石/聚苯硫醚復(fù)合纖維過濾性能的數(shù)值模擬
5.1 數(shù)值計算模型
5.1.1 CFD-DPM數(shù)值模型
5.1.2 過濾性能經(jīng)驗公式
5.1.3 模型邊界條件設(shè)置
5.1.4 顆粒粒徑設(shè)置
5.2 模擬結(jié)果分析與討論
5.2.1 速度分布
5.2.2 壓力分布
5.2.3 過濾性能
5.3 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
6.1 結(jié)論
6.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間主要成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]二維隨機(jī)分布纖維過濾介質(zhì)的壓力損失分形模型[J]. 張杰,付海明,趙洪亮,雷陳磊,朱輝. 東華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2015(06)
[2]Effect of TiO2@SiO2 nanoparticles on the mechanical and UV-resistance properties of polyphenylene sulfide fibers[J]. Zexu Hu,Lili Li,Bin Sun,Si Meng,Long Chen,Meifang Zhu. Progress in Natural Science:Materials International. 2015(04)
[3]空氣過濾器玻纖濾料纖維排布對初始過濾性能的影響[J]. 貢達(dá),周斌,程建杰,范佳琪,陳麗萍,黃慶. 暖通空調(diào). 2015(07)
[4]聚苯硫醚/有機(jī)蒙脫土復(fù)合材料熱氧化研究[J]. 邢劍,鄧炳耀,劉慶生,張越. 合成纖維工業(yè). 2014(05)
[5]高溫工業(yè)煙(粉)塵治理與濾料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及對策[J]. 李昱昊. 紡織導(dǎo)報. 2014(01)
[6]有機(jī)改性蒙脫土研究進(jìn)展[J]. 趙正容,時少坤,李俊情,尹曉剛. 廣東化工. 2013(21)
[7]袋式除塵器用高性能濾料選擇及應(yīng)用[J]. 黃磊,黃斌香,陳觀福壽. 化工新型材料. 2013(11)
[8]玄武巖纖維增強(qiáng)聚苯硫醚復(fù)合材料摩擦磨損性能的研究[J]. 王宏亮. 中國塑料. 2013(08)
[9]碳纖維織物增強(qiáng)聚苯硫醚復(fù)合材料的制備及性能[J]. 阮春寅,丁江平,張翼鵬,張笑晴,范欣愉. 材料導(dǎo)報. 2012(14)
[10]聚苯硫醚纖維及其應(yīng)用[J]. 王樺,覃俊,陳麗萍. 合成纖維. 2012(03)
博士論文
[1]黏土的表面改性及聚乙烯納米復(fù)合材料的研究[D]. 錢鐘鐘.中國科學(xué)院研究生院(化學(xué)研究所) 2008
碩士論文
[1]細(xì)小圓管內(nèi)相變微膠囊懸浮液對流傳熱特性數(shù)值模擬研究[D]. 張汪林.安徽工業(yè)大學(xué) 2016
[2]雜化聚苯硫醚(PPS)改性纖維的研究[D]. 張勇.太原理工大學(xué) 2015
[3]聚苯硫醚的合成及抗氧化改性研究[D]. 萬繼憲.浙江理工大學(xué) 2012
[4]耐熱聚苯硫醚纖維的制備及其性能的研究[D]. 盛向前.太原理工大學(xué) 2011
本文編號:3606370
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