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耐水性CA PVA纳米纤维膜的制备与性能
1
作者 张佳鹏 王琰 +3 位作者 姚菊明 jiri militky DANA Kremenakova 祝国成 《现代纺织技术》 北大核心 2024年第2期96-104,共9页
为制备可降解、高比表面积、吸附效率高的吸附膜材料,采用静电纺丝技术制备一种醋酸纤维素(CA)聚乙烯醇(PVA)复合纳米纤维膜。用可降解的CA为原料制备CA纳米纤维膜;为提高CA纳米纤维膜的力学性能,与PVA共混纺丝,制备了CA PVA复合纳米纤... 为制备可降解、高比表面积、吸附效率高的吸附膜材料,采用静电纺丝技术制备一种醋酸纤维素(CA)聚乙烯醇(PVA)复合纳米纤维膜。用可降解的CA为原料制备CA纳米纤维膜;为提高CA纳米纤维膜的力学性能,与PVA共混纺丝,制备了CA PVA复合纳米纤维膜;为改善膜的耐水性能,采用戊二醛(GA)蒸汽交联法对CA PVA纳米纤维膜进行交联改性处理,而后对CA PVA纳米纤维膜的表观形貌、耐水性能,力学性能以及吸附性能进行了评价分析。研究发现:CA与PVA共混后仍具有良好的可纺性;CA PVA纳米纤维膜的表面经GA交联后逐渐致密化;改性后的CA PVA纳米纤维膜在水中24 h后质量损失率由改性前的70.76%下降到7.28%;耐水性能随温度和pH值的增加而降低,在25~35℃、pH值为5的条件下,膜的质量损失率最低,为5%左右;断裂强度由0.76 MPa提高到1.51 MPa,断裂伸长率由6.31%提高到8.03%;对Cu 2+的吸附在2 h后达到平衡,最大吸附量达到89.52 mg g,说明改性后的CA PVA纳米纤维膜具有良好的耐水性能及力学性能,对重金属离子的吸附具有良好效果,为重金属废水的处理提供了一种有效方法。 展开更多
关键词 醋酸纤维素 纳米纤维膜 戊二醛 交联 缩醛反应 离子吸附
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黏性颗粒在不同截面形状纤维表面沉积特性的数值模拟
2
作者 刘倩倩 尤健明 +5 位作者 王琰 孙成磊 jiri militky DANA Kremenakova 姚菊明 祝国成 《现代纺织技术》 北大核心 2024年第6期41-51,共11页
为了探究黏性颗粒在不同截面形状纤维表面的沉积特性,选择截面为圆形、三角形和十字形的纤维作为研究对象,通过Digimat、Solidworks建模软件构建在空间中呈随机分布的刚性三维纤维体模型;利用计算流体力学和离散单元法耦合的方法,基于la... 为了探究黏性颗粒在不同截面形状纤维表面的沉积特性,选择截面为圆形、三角形和十字形的纤维作为研究对象,通过Digimat、Solidworks建模软件构建在空间中呈随机分布的刚性三维纤维体模型;利用计算流体力学和离散单元法耦合的方法,基于laminar流场特征,引入JKR(Johnson-kendall-roberts)接触模型,对黏性颗粒在不同纤维表面的沉积特性进行气-固两相耦合数值模拟。模拟结果表明:在黏性颗粒的运动过程中,过滤机理会随时间而变化。初期,捕集主要依赖纤维表面的吸附作用,而后期主要通过纤维本身和颗粒之间的黏附团聚运动共同实现,形成了“尘滤尘”现象。此外,颗粒间滚动摩擦系数对颗粒在纤维上沉积的影响很大。滚动摩擦系数越大,颗粒之间的接触力链结构越稳定,颗粒更难脱落。在3种截面形状的纤维中,十字形截面的捕集效率最高,三角形次之,圆形最低。该研究探究了黏性颗粒与纤维之间的相互作用,优化了纤维结构和布局,为提高空气过滤材料的过滤效率提供了设计思路和理论参考。 展开更多
关键词 气-固两相流 纤维表面 黏性颗粒 滚动摩擦系数 颗粒捕集
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纤维弯曲对其集合体过滤特性影响的稳态数值分析
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作者 刘倩倩 尤健明 +5 位作者 王琰 孙成磊 jiri militky DANA Kremenakova JAKUB Wiener 祝国成 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期31-39,共9页
为探究纤维过滤介质中纤维曲率对其内部速度分布、压力损失、过滤效率的影响,通过Digimat建模软件建立曲率K分别为0、2、4、6,固体体积分数为8%,在三维空间中随机分散排列的纤维过滤介质模型,结合计算流体力学方法,基于拉格朗日离散模型... 为探究纤维过滤介质中纤维曲率对其内部速度分布、压力损失、过滤效率的影响,通过Digimat建模软件建立曲率K分别为0、2、4、6,固体体积分数为8%,在三维空间中随机分散排列的纤维过滤介质模型,结合计算流体力学方法,基于拉格朗日离散模型和Laminar流场,利用雷诺相似准则,设置入口速度分别为0.05、0.142、0.5、1、2 m/s,平均颗粒粒径为0.25、0.5、1、1.5、2.5、4、5 mm,对微米纤维模型内部气-固两相流动情况进行数值模拟。结果表明:随着纤维曲率K由0增大至6,在入口速度为0.5 m/s时,纤维曲率对速度场分布的影响不明显,速度场的分布呈无规律性;纤维曲率对模型内部压力损失有显著影响,随着纤维曲率的提高,纤维模型内部压力损失呈线性增大;纤维过滤介质的过滤效率随纤维模型曲率的增大而提高,在入口速度为1 m/s、模型曲率K为6时,对平均粒径为5 mm的颗粒过滤效率接近90%,明显高于相同粒径下K为0时的过滤效率。 展开更多
关键词 计算流体力学 纤维曲率 压力损失 数值模拟 过滤效率
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高亲水性壳聚糖纳米纤维膜的制备及性能
4
作者 戈亚锋 王琰 +3 位作者 徐楚琪 jiri militky DANA Kremenakova 祝国成 《现代纺织技术》 北大核心 2024年第10期11-19,共9页
为满足医用创伤敷料对高亲水性和抑菌性的要求,以壳聚糖(CS)、聚乙烯醇(PVA)、甘油(GL)为原料,通过静电纺丝技术制备了PVA/CS/GL纳米纤维膜。对纳米纤维膜的形貌和结构进行表征,分析其热稳定性、亲水性、溶胀度和力学性能,并探究其抗菌... 为满足医用创伤敷料对高亲水性和抑菌性的要求,以壳聚糖(CS)、聚乙烯醇(PVA)、甘油(GL)为原料,通过静电纺丝技术制备了PVA/CS/GL纳米纤维膜。对纳米纤维膜的形貌和结构进行表征,分析其热稳定性、亲水性、溶胀度和力学性能,并探究其抗菌性能。结果表明:当甘油质量分数为3%时,PVA/CS/GL纳米纤维膜综合性能最佳,具有较好的网状结构和均匀的纤维直径,其中甘油的添加改善了壳聚糖基纳米纤维膜亲水性差、力学强度低等不足。当加入质量分数为3%的甘油后,纳米纤维膜的接触角从53.3°降低至25.3°,在PBS缓冲液中的平衡溶胀率从239.5%提高到332.1%,拉伸强度和断裂伸长率分别从2.68 MPa、8.2%提升到5.83 MPa、17.9%。抗菌实验表明,PVA/CS/GL纳米纤维膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率分别为94.39%、89.65%,表现出良好的抑菌效果。因此,该PVA/CS/GL纳米纤维膜在医用创伤敷料方面具有潜在应用价值。 展开更多
关键词 壳聚糖 聚乙烯醇 甘油 纳米纤维膜 亲水性 溶胀性
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碳纤维复合材料无人机叶片的仿真与分析 被引量：11
5
作者 吴瑕 姚菊明 +4 位作者 王琰 RIPON Das jiri militky MOHANAPRIYA Venkataraman 祝国成 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期80-87,共8页
为得到碳纤维在无人机叶片中最优的铺层方式,通过Workbench中的ACP(ANSYS Composite PrepPost)模块,对碳纤维复合材料无人机叶片的铺层进行设计。利用SolidWorks三维建模软件建立无人机叶片的三维模型,并采用HyperMesh对叶片进行几何清... 为得到碳纤维在无人机叶片中最优的铺层方式,通过Workbench中的ACP(ANSYS Composite PrepPost)模块,对碳纤维复合材料无人机叶片的铺层进行设计。利用SolidWorks三维建模软件建立无人机叶片的三维模型,并采用HyperMesh对叶片进行几何清理、划分网格等,利用Ansys Workbench Fluent对无人机叶片的不同转速进行流体仿真,提取叶片表面压力载荷,对不同铺层的碳纤维复合材料无人机叶片进行仿真与分析,得到碳纤维复合材料无人机叶片的力学仿真结果,并基于Tsai-Wu失效准则,计算每层铺层的失效系数,进而对比得出最优的碳纤维铺层方式为[0°,90°,90°,90°,0°]。 展开更多
关键词 碳纤维复合材料 无人机叶片 流体仿真 铺层设计
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纸纱∕再生涤复合纱及其针织面料的性能 被引量：1
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作者 胡蝶飞 王琰 +6 位作者 姚菊明 夏新兴 张国庆 DANA Kremenakova jiri militky JAKUB Wiener 祝国成 《现代纺织技术》 北大核心 2023年第2期152-158,共7页
为了探究纸纱/再生涤纶复合纱的可织性及其针织面料的综合服用性,采用MACH2SIG全自动电脑横机将纸纱/再生涤纶(100/0、70/30、60/40)3种复合纱编织成纬平针织物,测试纸纱/再生涤纶复合纱的条干均匀度、力学性能以及针织物的热阻、透气... 为了探究纸纱/再生涤纶复合纱的可织性及其针织面料的综合服用性,采用MACH2SIG全自动电脑横机将纸纱/再生涤纶(100/0、70/30、60/40)3种复合纱编织成纬平针织物,测试纸纱/再生涤纶复合纱的条干均匀度、力学性能以及针织物的热阻、透气性、透湿性、悬垂性、折皱弹性和力学性能。利用模糊数学综合评价方法对测试结果进行分析,对纸纱/再生涤纶织物的服用舒适性做出综合评价。结果表明:随再生涤纶含量比例增加,复合纱的条干均匀度下降,断裂强力和断裂伸长率提高;3种针织物经模糊综合评价所得的评判值分别为0.2942、0.3311和0.3737。依据最大隶属度原则,纸纱/再生涤纶(60/40)织物的综合服用性能最佳。 展开更多
关键词 纸纱 纸纱/再生涤纶复合纱 服用性 舒适性 模糊综合评价
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不同纤维结构特性下纤维集合体过滤性能的DPM数值模拟 被引量：2
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作者 刘倩倩 尤健明 +5 位作者 王琰 孙成磊 jiri militky Dana Kremenakova Jakub Wiener 祝国成 《纺织工程学报》 2023年第5期78-89,共12页
为了探究过滤风速、纤维直径、纤维固体体积分数、纤维层厚度、纤维排列方式对纤维集合体内部气流速度分布、压力损失、过滤效率的影响,通过观察分析真实滤料结构特征和表面形态,利用Matlab随机算法,Solidworks建模软件生成直径为3-5μ... 为了探究过滤风速、纤维直径、纤维固体体积分数、纤维层厚度、纤维排列方式对纤维集合体内部气流速度分布、压力损失、过滤效率的影响,通过观察分析真实滤料结构特征和表面形态,利用Matlab随机算法,Solidworks建模软件生成直径为3-5μm、在空间中随机分布的三维纤维集合体,利用Digimat纤维建模软件生成纤维排列方向平行于X轴的三维纤维集合体,结合计算流体力学方法,基于拉格朗日离散模型和Laminar流场,利用雷诺相似准则对微米纤维模型内部气-固两相流动情况进行数值模拟。结果表明:过滤风速的增大对纤维集合体内部气相流场的影响表现为无规律性,纤维集合体内部压力损失随过滤风速的增大而增大;纤维过滤效率和压力损失随纤维固体体积分数、纤维层厚度的增大而增大;过滤效率和压力损失随着纤维直径的增大而减小;平行于X轴排列的纤维集合体的过滤效率和压力损失较空间随机分布纤维集合体的高。 展开更多
关键词 CFD 纤维结构 过滤效率 数值模拟 压力损失
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