玻纤浆料Zeta电位研究及其工艺参数的神经网络优化

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玻璃纤维棉通过湿法造纸技术制成的棉毡被用作真空绝热板的芯材,其孔隙结构和分布是降低其导热系数、提高隔热效果的关键因素,而芯材的结构则受制于玻璃纤维棉浆料的Zeta电位。基于此,本文以玻纤浆料Zeta电位为研究对象,研究了玻纤浆料中纤维长度、pH值、分散剂及其含量等对玻纤浆料Zeta电位的影响,并采用MATLBA神经网络对玻纤浆料工艺参数进行优化,理论模拟预测得到分散性最佳的工艺参数。实验结果表明:(1)玻璃纤维长度从38mm降低至10mm时,浆料中存在的玻璃粉体含量增加,能吸附更多的阴离子在其周围,使得玻璃纤维表面的负电荷密度增大,相邻纤维间的双电层扩大,Zeta电位负值变大;(2)当浆料pH为3.5时Zeta电位最低,pH在0.9时,浆料电离出来的H+和OH-与溶液中物体表面所带电荷完全中和,为玻纤浆料等电位点,pH在1.5-3.5范围内制成的芯材真空绝热板导热系数值最低,为2.322mW/(m K);(3)分散剂HEC和HPMC的加入使得浆料Zeta电位负值减小,而SHP的加入则使浆料的Zeta电位负值增加,添加SHP的浆料其制品真空绝热板导热系数较其他两种分散剂所制备的真空绝热板要低。建立了结构为3-4-1的分散剂与浆料Zeta电位的BP神经网络模型和结构为1-3-2的pH与浆料Zeta电位和真空绝热板导热系数的神经网络模型。采用神经网络对已获得试验数据进行仿真测试,模拟得到不同分散剂不同含量下相对应的Zeta电位;预测得到当浆料pH=1.5时,其成型真空绝热板导热系数最低为2.3155mW/(m K),误差仅为0.28%。
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