BP神经网络在纤维素纳米纤维中的应用

发布时间：2023-02-08 08:30

　　纤维素作为绿色环保的高分子材料,属于可再生资源,其可降解性和来源广泛的优点,符合当今绿色发展的需求。静电纺丝可以直接连续的制备聚合物纳米纤维,所制备的纳米纤维具有比表面积大、形貌与直径可控、功能性突出等优点,在高效过滤材料、柔性可穿戴传感器、超级电容器以及具有导电、发光等功能性的产品上有着广泛的应用。结合两者的优点,用静电纺丝技术制备纤维素纳米纤维,使纤维保留纤维素本身的优良特性,同时又具有纳米纤维的功能,那么所制备的产品将具有重要的应用价值。然而,纤维素直接静电纺丝制备纳米纤维却面临着很大的难题。本论文首先将BP神经网络模型与静电纺丝工艺相结合,基于聚酯等17种聚合物和相应的100组聚合物溶液体系的实验数据和实际静电纺丝的结果,建立了一种能够对聚合物静电纺丝成纤结果进行预判的理论模型。其中聚合物结构参数(溶度参数)、聚合物溶液特征参数(黏度、表面张力、电导率)作为输入量。再通过剩余的65组聚合物纺丝溶液体系的验证,该理论模型的准确率达到了81%。为了验证模型的实用性,又用聚氧化乙烯等3种聚合物和相应的12组聚合物溶液体系的测试数据和实验结果做了进一步验证。该模型为后来纤维素纳米纤维的...

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 纤维素
        1.1.1 纤维素的特点及应用
        1.1.2 纤维素的结构特性
        1.1.3 纤维素的溶解
    1.2 静电纺丝
        1.2.1 静电纺丝的特点及应用
        1.2.2 静电纺丝的设备与原理
        1.2.3 静电纺可纺聚合物的种类
        1.2.4 静电纺丝的影响因素
    1.3 纤维素纳米纤维的制备
        1.3.1 纤维素及其衍生物的静电纺丝研究
        1.3.2 纤维素纳米纤维的其他来源
    1.4 本课题的研究意义及主要内容
        1.4.1 本课题的研究意义
        1.4.2 本课题的研究内容
第二章 神经网络用于聚合物静电纺成纤性的预测
    2.1 引言
        2.1.1 BP神经网络技术简介
        2.1.2 BP神经网络的优点及局限性
        2.1.3 BP神经网络的应用
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验原料及试剂
        2.2.2 实验仪器与设备
        2.2.3 聚合物纺丝溶液的制备
        2.2.4 聚合物纳米纤维的制备
        2.2.5 测试与表征
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 静电纺丝工艺条件的探索
        2.3.2 模型的建立
        2.3.3 神经网络模型的评价
        2.3.4 神经网络实用性的验证
    2.4 本章小结
第三章 纤维素的溶解及性能测试
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验样品及试剂
        3.2.2 实验仪器与设备
        3.2.3 纤维素的前处理
        3.2.4 纤维素的活化与溶解
        3.2.5 测试与表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 不同种类纤维素的溶解情况
        3.3.2 不同聚合度纤维素的成丝结果
        3.3.3 不同浓度纺丝液对成丝结果的影响
        3.3.4 活化对纤维素的影响-红外表征
        3.3.5 纤维素溶液性质的交互作用
        3.3.6 纤维素溶液的流变特性
    3.4 本章小结
第四章 纤维素纳米纤维的制备及性能表征
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验原料及仪器
        4.2.2 纤维素纳米纤维的制备
        4.2.3 测试与表征
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 纤维素溶液纺丝过程的工艺优化
        4.3.2 纤维素纳米纤维的EDX能谱分析
        4.3.3 纤维素纳米纤维的热稳定性测试
        4.3.4 纤维素纳米纤维的拉伸性能
    4.4 本章小结
第五章 结论
参考文献
发表论文及参加科研情况
附录一
附录二
致谢



本文编号：3737668