海泡石/聚苯硫醚复合材料制备及其过滤性能的数值模拟
发布时间：2022-01-24 09:59
我国高耗能企业迅猛发展的同时也伴随着高温烟尘的产生,这些高温烟尘不仅带有毒害物质,还导致了大气污染加重,雾霾现象增多。大气烟尘污染的治理工作推动了袋式除尘行业的迅速发展,而滤袋是袋式除尘器的核心部件,研究滤袋中滤料的性能便显得尤为重要。聚苯硫醚纤维由于其较好的综合性能成为袋式除尘器中使用最广泛的一种滤料,它的使用温度在180℃左右,但很多工业生产排出的烟尘温度可达200℃,甚至更高。因此,提升聚苯硫醚纤维热稳定性的研究具有重要的现实意义。近年来,通过添加填料的方法来有效提升聚苯硫醚的热性能成为该领域的研究热点。本文以聚苯硫醚为主要原料,通过添加改性海泡石和抗氧剂来提升其耐高温性能。利用双螺杆挤出机对其进行熔融共混,成功制备出耐热性能更好的聚苯硫醚复合材料。实验研究了海泡石改性前后的结构特征和表面性质,通过X射线衍射仪（XRD）、扫描电镜（SEM）、红外（FTIR）、差热分析（DSC）等表征手段对添加了填料的聚苯硫醚进行了探究和分析,进一步了解改性聚苯硫醚复合材料的性能。在此基础上,构建出聚苯硫醚改性前后的纤维过滤介质模型,并采用CFD-DPM方法对其性能进行数值模拟,得到如下结论:（1...
【文章来源】：安徽工业大学安徽省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
符号说明
1 绪论
1.1 研究背景
1.2 聚苯硫醚的研究现状
1.2.1 聚苯硫醚简介
1.2.2 聚苯硫醚纤维
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/黏土复合材料制备方法
1.3 海泡石的改性研究概况
1.3.1 海泡石简介
1.3.2 海泡石改性
1.4 抗氧剂概述
1.4.1 抗氧剂作用机理
1.4.2 抗氧剂的选择
1.5 滤料过滤性能的数值模拟
1.5.1 纤维滤料的结构模型
1.5.2 平板型纤维滤料数值模拟研究进展
1.6 研究内容、目的及技术路线
1.6.1 研究内容
1.6.2 研究目的和意义
1.6.3 技术路线
1.7 创新点
2 海泡石表面改性及结构分析
2.1 实验部分
2.1.1 实验原料与仪器
2.1.2 实验过程与流程图
2.1.3 性能测试和表征
2.2 结果与讨论
2.2.1 微观形貌SEM分析
2.2.2 红外光谱分析
2.2.3 UV-Vis分析稳定性
2.2.4 X射线衍射分析
2.3 本章小结
3 海泡石/聚苯硫醚复合材料的制备及性能研究
3.1 实验部分
3.1.1 实验原料与仪器
3.1.2 实验过程与流程图
3.1.3 性能测试和表征
3.2 结果与讨论
3.2.1 微观形貌SEM分析
3.2.2 红外光谱分析
3.2.3 UV-Vis分析稳定性
3.2.4 X射线衍射分析
3.2.5 复合材料DSC分析
3.3 本章小结
4 海泡石/聚苯硫醚复合材料纤维的拟态化建模
4.1 海泡石/聚苯硫醚复合材料纤维模型的创建
4.1.1 纤维过滤介质三维模型的创建依据
4.1.2 基于SEM扫描电镜图像对纤维过滤介质模型的创建
4.2 本章小结
5 海泡石/聚苯硫醚复合纤维过滤性能的数值模拟
5.1 数值计算模型
5.1.1 CFD-DPM数值模型
5.1.2 过滤性能经验公式
5.1.3 模型边界条件设置
5.1.4 颗粒粒径设置
5.2 模拟结果分析与讨论
5.2.1 速度分布
5.2.2 压力分布
5.2.3 过滤性能
5.3 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
攻读硕士期间主要成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]二维随机分布纤维过滤介质的压力损失分形模型[J]. 张杰,付海明,赵洪亮,雷陈磊,朱辉. 东华大学学报(自然科学版). 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]空气过滤器玻纤滤料纤维排布对初始过滤性能的影响[J]. 贡达,周斌,程建杰,范佳琪,陈丽萍,黄庆. 暖通空调. 2015(07)
[4]聚苯硫醚/有机蒙脱土复合材料热氧化研究[J]. 邢剑,邓炳耀,刘庆生,张越. 合成纤维工业. 2014(05)
[5]高温工业烟(粉)尘治理与滤料产业的发展现状及对策[J]. 李昱昊. 纺织导报. 2014(01)
[6]有机改性蒙脱土研究进展[J]. 赵正容,时少坤,李俊情,尹晓刚. 广东化工. 2013(21)
[7]袋式除尘器用高性能滤料选择及应用[J]. 黄磊,黄斌香,陈观福寿. 化工新型材料. 2013(11)
[8]玄武岩纤维增强聚苯硫醚复合材料摩擦磨损性能的研究[J]. 王宏亮. 中国塑料. 2013(08)
[9]碳纤维织物增强聚苯硫醚复合材料的制备及性能[J]. 阮春寅,丁江平,张翼鹏,张笑晴,范欣愉. 材料导报. 2012(14)
[10]聚苯硫醚纤维及其应用[J]. 王桦,覃俊,陈丽萍. 合成纤维. 2012(03)
博士论文
[1]黏土的表面改性及聚乙烯纳米复合材料的研究[D]. 钱钟钟.中国科学院研究生院（化学研究所） 2008
硕士论文
[1]细小圆管内相变微胶囊悬浮液对流传热特性数值模拟研究[D]. 张汪林.安徽工业大学 2016
[2]杂化聚苯硫醚（PPS）改性纤维的研究[D]. 张勇.太原理工大学 2015
[3]聚苯硫醚的合成及抗氧化改性研究[D]. 万继宪.浙江理工大学 2012
[4]耐热聚苯硫醚纤维的制备及其性能的研究[D]. 盛向前.太原理工大学 2011
本文编号：3606370
【文章来源】：安徽工业大学安徽省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
符号说明
1 绪论
1.1 研究背景
1.2 聚苯硫醚的研究现状
1.2.1 聚苯硫醚简介
1.2.2 聚苯硫醚纤维
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/黏土复合材料制备方法
1.3 海泡石的改性研究概况
1.3.1 海泡石简介
1.3.2 海泡石改性
1.4 抗氧剂概述
1.4.1 抗氧剂作用机理
1.4.2 抗氧剂的选择
1.5 滤料过滤性能的数值模拟
1.5.1 纤维滤料的结构模型
1.5.2 平板型纤维滤料数值模拟研究进展
1.6 研究内容、目的及技术路线
1.6.1 研究内容
1.6.2 研究目的和意义
1.6.3 技术路线
1.7 创新点
2 海泡石表面改性及结构分析
2.1 实验部分
2.1.1 实验原料与仪器
2.1.2 实验过程与流程图
2.1.3 性能测试和表征
2.2 结果与讨论
2.2.1 微观形貌SEM分析
2.2.2 红外光谱分析
2.2.3 UV-Vis分析稳定性
2.2.4 X射线衍射分析
2.3 本章小结
3 海泡石/聚苯硫醚复合材料的制备及性能研究
3.1 实验部分
3.1.1 实验原料与仪器
3.1.2 实验过程与流程图
3.1.3 性能测试和表征
3.2 结果与讨论
3.2.1 微观形貌SEM分析
3.2.2 红外光谱分析
3.2.3 UV-Vis分析稳定性
3.2.4 X射线衍射分析
3.2.5 复合材料DSC分析
3.3 本章小结
4 海泡石/聚苯硫醚复合材料纤维的拟态化建模
4.1 海泡石/聚苯硫醚复合材料纤维模型的创建
4.1.1 纤维过滤介质三维模型的创建依据
4.1.2 基于SEM扫描电镜图像对纤维过滤介质模型的创建
4.2 本章小结
5 海泡石/聚苯硫醚复合纤维过滤性能的数值模拟
5.1 数值计算模型
5.1.1 CFD-DPM数值模型
5.1.2 过滤性能经验公式
5.1.3 模型边界条件设置
5.1.4 颗粒粒径设置
5.2 模拟结果分析与讨论
5.2.1 速度分布
5.2.2 压力分布
5.2.3 过滤性能
5.3 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
攻读硕士期间主要成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]二维随机分布纤维过滤介质的压力损失分形模型[J]. 张杰,付海明,赵洪亮,雷陈磊,朱辉. 东华大学学报(自然科学版). 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]空气过滤器玻纤滤料纤维排布对初始过滤性能的影响[J]. 贡达,周斌,程建杰,范佳琪,陈丽萍,黄庆. 暖通空调. 2015(07)
[4]聚苯硫醚/有机蒙脱土复合材料热氧化研究[J]. 邢剑,邓炳耀,刘庆生,张越. 合成纤维工业. 2014(05)
[5]高温工业烟(粉)尘治理与滤料产业的发展现状及对策[J]. 李昱昊. 纺织导报. 2014(01)
[6]有机改性蒙脱土研究进展[J]. 赵正容,时少坤,李俊情,尹晓刚. 广东化工. 2013(21)
[7]袋式除尘器用高性能滤料选择及应用[J]. 黄磊,黄斌香,陈观福寿. 化工新型材料. 2013(11)
[8]玄武岩纤维增强聚苯硫醚复合材料摩擦磨损性能的研究[J]. 王宏亮. 中国塑料. 2013(08)
[9]碳纤维织物增强聚苯硫醚复合材料的制备及性能[J]. 阮春寅,丁江平,张翼鹏,张笑晴,范欣愉. 材料导报. 2012(14)
[10]聚苯硫醚纤维及其应用[J]. 王桦,覃俊,陈丽萍. 合成纤维. 2012(03)
博士论文
[1]黏土的表面改性及聚乙烯纳米复合材料的研究[D]. 钱钟钟.中国科学院研究生院（化学研究所） 2008
硕士论文
[1]细小圆管内相变微胶囊悬浮液对流传热特性数值模拟研究[D]. 张汪林.安徽工业大学 2016
[2]杂化聚苯硫醚（PPS）改性纤维的研究[D]. 张勇.太原理工大学 2015
[3]聚苯硫醚的合成及抗氧化改性研究[D]. 万继宪.浙江理工大学 2012
[4]耐热聚苯硫醚纤维的制备及其性能的研究[D]. 盛向前.太原理工大学 2011
本文编号：3606370
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