Разработка технологии термостойкого фильтровального нетканого материала Ерофеев, Олег Олегович

Введение к работе

Актуальность работы заключается в создании новых видов термостойких фильтровальных нетканых материалов для очистки промышленных выбросов с температурой 250-300С и исследовании их свойств.

Внедрение таких материалов позволит заменить дорогостоящие импортные аналоги, обеспечить высокие физико-механические свойства, улучшить фильтрующие и термические характеристики, увеличить устойчивость к термическому старению и кислотостойкость, снизить себестоимость фильтров. Автор защищает:

новую разработанную технологию термостойкого фильтровального нетканого материала с высокими свойствами в сравнении с импортным аналогом;

оптимальные технологические параметры производства фильтровальных нетканых материалов из термостойких волокон;

разработанную структуру термостойкого фильтровального нетканого материала с использованием дополнительных компонентов;

программу расчета эффективности очистки многослойного фильтровального нетканого материала;

проведенную комплексную оценку свойств разработанных термостойких фильтровальных нетканых материалов и выбранный на её основе материал.

Данная работа проводилась в Московском государственном университете дизайна и технологии на кафедре технологии нетканых материалов. Цель работы и задачи исследования.

Целью диссертационной работы является разработка технологии термостойкого фильтровального нетканого материала.

Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:

1. 1. Анализ современного состояния производства термостойких фильтровальных нетканых материалов отечественного и зарубежного производства;

   2. Анализ патентов и научных трудов, посвященных вопросам разработки структуры, исследования свойств и применения фильтровальных нетканых материалов;

   3. Исследование теоретических основ фильтрации с использованием нетканых материалов различной структуры;

   4. Разработка технических требований к термостойким фильтровальным нетканым материалам для фильтрации твердых частиц;

   5. Разработка структуры термостойких фильтровальных нетканых материалов с использованием дополнительных компонентов;

   6. Разработка технологии производства термостойких фильтровальных нетканых материалов;

   7. Проведение экспериментальных исследований фильтровальных материалов с использованием современных методов и средств;

   8. Анализ полученных результатов исследований и оптимизация технологических параметров термостойких фильтровальных нетканых материалов;

   9. Апробация метода Девиса для определения теоретических показателей эффективности фильтрации и воздухопроницаемости фильтровального материала с целью повышения его эксплуатационных свойств;

   10. Сравнительные экспериментальные исследования фильтровальных материалов различной структуры, определяющие влияние структурных характеристик и видов обработки на их фильтрующие свойства;

   11. Исследование структуры термостойких фильтровальных нетканых материалов после пропускания кварцевой пыли с помощью методов световой микроскопии;

   12. Исследование регенерируемости, эффективности фильтрации, пылеемкости фильтровальных материалов из термостойких волокон при многократных циклах регенерации;

   13. Сравнительный анализ термической устойчивости разработанного термостойкого фильтровального нетканого материала и импортного аналога, изменения их физико-механических свойств в условиях термического старения, действия растворов кислот и устойчивости к прожигаемости;

   14. Сравнительный анализ технико-экономической эффективности разработанного термостойкого фильтровального нетканого материала с улучшенными свойствами и импортного аналога;

   15. Разработка проекта технических условий и технологического режима изготовления термостойкого фильтровального нетканого материала.

   Методы исследования

   В работе использовались стандартные и нестандартные методики исследования физико-механических, функциональных и эксплуатационных свойств волокон и термостойких фильтровальных нетканых материалов.

   В процессе исследования влияния технологических параметров на свойства фильтровальных материалов из термостойких волокон применялись современные методы математического планирования и анализа эксперимента Статистическая обработка полученных результатов проводилась с использованием пакета прикладных программ.

   Для расчёта теоретических показателей воздухопроницаемости и эффективности очистки применена методика, предложенная Девисом. Исследование структурных характеристик фильтровальных нетканых материалов проводилось методами световой микроскопии.

   Для определения термической устойчивости полимеров использован термогравиметрический метод. Изменение физико-механических свойств термостойких фильтровальных нетканых материалов при термическом старении определялось косвенным методом, и при действии растворов кислот - по стандартной методике. Для исследования регенерируемости, эффективности фильтрации и пылеемкости при многократных циклах регенерации использовался ГОСТ 8002-74.

   Научная новизна работы

   разработана технология термостойкого фильтровального нетканого материала;

   проведена оптимизация технологических параметров фильтровальных нетканых материалов из термостойких волокон;

   выведены математические зависимости, характеризующие влияние технологических параметров на физико-механические, структурные, фильтрующие и термические свойства фильтровальных нетканых материалов из термостойких волокон;

   разработана структура термостойкого фильтровального нетканого материала с использованием дополнительных компонентов;

   проведена апробация метода Девиса и разработана программа расчета теоретических показателей воздухопроницаемости и эффективности фильтрации;

   проведен корреляционный анализ полученных расчетных и теоретических показателей воздухопроницаемости и эффективности фильтрации;

   проведена комплексная оценка свойств термостойких фильтровальных нетканых материалов различных структур, влияющих на их эксплуатационные характеристики;

   подана заявка на патентование термостойкого фильтровального нетканого материала.

   Практическая значимость и реализация результатов работы

   разработанная технология термостойкого фильтровального нетканого материала позволяет сократить затраты на сырье, улучшить его фильтрующие и термические свойства и сделать его более доступным для использования на отечественных промышленных производствах;

   разработаны проект технических условий и технологический регламент производства термостойкого фильтровального нетканого материала;

   Использование разработанного термостойкого фильтровального нетканого материала позволяет:

   Заменить дорогостоящие зарубежные фильтровальные материалы;

   Обеспечить высокие физико-механические свойства фильтров, улучшить их фильтрующие и термические характеристики по сравнению с зарубежными аналогами;

   Повысить ресурс работы фильтра за счет увеличения устойчивости к термическому старению, кислотостойкости, устойчивости к прожигаемости по сравнению с зарубежными аналогами;

   Снизить себестоимость по сравнению с зарубежными аналогами в 1,78 раза.

   Апробация работы

   Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на: IV Международном симпозиуме по техническому текстилю, нетканым материалам и защитной одежде Techtextile Russia «Инновационные разработки, современные технологии и применение технического текстиля», «Крокус Экспо», г. Москва, 2009 г.; Международной научно-технической конференции посвященной 90-летию Московского государственного текстильного университета имени А.Н.Косыгина «Современные технологии и оборудование текстильной промышленности» (ТЕКСТИЛЬ-2009), МГТУ имени А.Н.Косыгина, г. Москва, 2009 г.; Х Международной конференции «Использование защитных комбинезонов из нетканых материалов на российских предприятиях. Тенденции и перспективы», «Константиновский дворец», г.Стрельна, 2011 г.

   Достоверность проведенных исследований.

   Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций, содержащихся в диссертации, подтверждается патентным поиском, совпадением теоретических положений и экспериментальных результатов, применением современных методов и средств исследования.

   Публикации

   По результатам диссертации опубликовано 8 статей в журналах и сборниках, в том числе 4 статьи в журналах, рекомендованных ВАК.

   Объём и структура работы. Диссертационная работа изложена в 6 главах с выводами на 174 страницах печатного текста и содержит 51 рисунок, 43 таблицы, список использованных источников из 112 наименований и 1 приложения.

   Похожие диссертации на Разработка технологии термостойкого фильтровального нетканого материала

   

   Разработка технологии текстильных материалов, импрегнированных дисперсиями акриловых сополимеровБелокурова Галина Борисовна

   

   Разработка технологии нетканых материалов с антимикробными свойствамиСавинкин Алексей Владимирович

   РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ НЕТКАНЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ СБОРА НЕФТЕПРОДУКТОВ С ПОВЕРХНОСТИ ВОДЫ.Матвеев Юрий Николаевич

   

   Разработка технологии нетканых материалов для очистки воздухаРахмани Джалил

   Разработка технологии нетканых материалов из коротких волоконКузнецова, Екатерина Игоревна

   

   Разработка технологии нетканых материалов для фильтрования суспензий полиметаллических рудСавицкая Елена Евгеньевна

   Разработка технологии текстильных материалов, импрегнированных дисперсиями акриловых сополимеровБелокурова, Галина Борисовна

   

   Проектирование и разработка технологии текстильных материалов и изделий со специальными свойствами для вагоностроенияСачков, Олег Викторович

   

   Разработка технологии нетканых материалов способом термоскрепления волокнистых холстов из модифицированных химических волокон Баталенкова Виктория Александровна

   

   Разработка технологии нетканных материалов для фильтрования суспензий полиметаллических рудСавицкая Елена Евгеньевна