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                          微纖維玻璃棉絕熱紙的結構與性能研究
                          發布者:admin 發布日期:2019-05-06 01:43:23
                          微纖維玻璃棉絕熱紙以微纖維玻璃棉為原料,利用濕法造紙工藝抄造而成.微纖維玻璃棉絕熱紙的孔隙結構是其微觀結構的關鍵部分,直接影響絕熱紙的容重、導熱性能、強度性能等宏觀性能。但是由于微纖維玻璃棉是將熔融玻璃纖維化,形成棉狀材料,其纖維直徑粗細懸殊,平均直徑小.在微纖維玻璃棉的成紙結構中,粗細纖維隨機分布,排列無序,纖維之間形成了大量的孔隙結構,且孔隙的大小不同和形狀隨機,難以用傳統的歐式幾何理論來描述,從而難以表征和研究其多孔結構特征以及與宏觀性能之間的聯系。
                          分形指的是具有自相似性的一類形狀,即這類形狀的組成部分以某種方式與整體相似,孔隙結構的復雜程度可以通過孔隙結構的分形維數定量地描述。
                          目前,分形理論己經滲透到很多領域,其應用受到了國內外學者的極大重視,成為研究熱點,但是關于微纖維玻璃棉紙的分形研究少有報道。
                          1 MIP檢測紙頁的孔隙結構參數
                          采用壓汞儀測量,能對微纖維玻璃棉紙頁的孔隙結構進行較好的表征。Auto Pore Ⅳ 9500型壓汞儀測試玻璃棉紙的孔隙結構。將樣品在恒溫電熱鼓風干燥箱(105℃)下干燥24h,分別稱取0.06g左右的紙樣裝入固體膨脹計內,密封,稱量膨脹計組件,然后將其放入低壓站內分析。
                          2 微纖維玻璃棉紙松厚度和透氣度的檢測
                          本文利用壓汞儀研究微纖維玻璃棉紙的多孔結構,得出微纖維玻璃棉紙的分形維數,并探討了分形維數與孔隙率、纖維原料打漿度以及紙頁宏觀性能之間的關系。松厚度(Bu)指的是單位質量的紙的體積,單位為cm3/g,按式(1)計算:
                           
                          按照國家標準檢測方法及行業標準測定玻璃棉手抄片的厚度,按照式(1)計算紙頁的松厚度。
                          按照國家標準檢測方法及行業標準測定玻璃棉手抄片的透氣度。
                          3 微纖維玻璃棉紙導熱系數的測定
                          樣品經過充分干燥之后,使用TC-3000熱線法通用導熱系數儀測定微纖維玻璃棉紙的導熱系數。采用快速采集模式,采集時間為0.5s,測試溫度為20℃,測試電壓為0.5V。
                          4 分形維數的計算
                          利用壓汞儀測試微纖維玻璃棉紙孔隙結構參數的原始數據,根據汞壓入量V和壓力P之間的關系,得出㏑(dV/dP)和㏑P的關系曲線,求其斜率,即可得到分形維數D。
                          5 分形維數與微纖維玻璃棉打漿度的影響
                           
                              圖2表示微纖維玻璃棉紙頁孔隙結構的分形維數與微纖維玻璃棉打漿度之間的關系。由圖2可以看出,隨著纖維原料打漿度的增大,紙頁結構的分形維數呈現出逐漸增大的趨勢,且當打漿度較低時,分形維數增幅不大,而當打漿度逐漸增大時,分形維數的增幅增大,但打漿度從49°SR增大為54°SR時,增速變緩。
                          6 分形維數與微纖維玻璃棉紙頁孔隙率的關系
                          孔隙率是表征紙頁孔隙結構的重要參數,是孔隙的尺寸和數量的綜合反映。圖3表示微纖維玻璃棉紙的分形維數與紙頁孔隙率的關系。由圖3可以看出,分形維數越大,紙頁的孔隙率越高,并且分形維數與孔隙率之間存在著高度的正相關,其相關系數R=0.9892。
                           
                          7 分形維數與微纖維玻璃棉紙頁透氣度的關系
                          透氣度是應用于真空絕熱結構中的微纖維玻璃棉紙一項重要性能指標.圖4表示分形維數與微纖維玻璃棉紙透氣度的關系.由圖4可以看出,分形維數越大,紙頁的透氣度越小,并且分形維數與透氣度存在著高度的負相關,相關系數為0.96。
                           
                          8 分形維數與微纖維玻璃棉紙頁透氣度的關系
                          導熱系數是衡量微纖維玻璃棉紙絕熱性能的一項重要指標,圖5表示分形維數與微纖維玻璃棉紙導熱系數之間的關系.由圖5可以看出,分形維數越大,紙頁的導熱系數越小,并且導熱系數與分形維數之間的相關性很強,其相關系數R=0.96。
                            
                          9 結論
                          采用壓汞法分析微纖維玻璃棉紙頁的孔隙結構,得到紙頁分形維數在2.0-3.0之間變化,表明微纖維玻璃棉紙的結構呈現出分形特性,且其特征明顯。說明分形維數可以表征微纖維玻璃棉紙孔隙結構、透氣度、導熱性等特性。
                           
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