熔喷生产技术依靠气流的作用将熔融的聚合物拉伸细化成纤维,然后纤维又在气流的作用下随机铺放到接收装置上形成纤网。熔喷技术以能生产超细纤维而倍受关注,引起了科研人员的极大兴趣。他们针对纤维进行了聚合物拉伸机理的理论研究和相应的实验研究,而针对纤网只进行了有关的实验研究。但是由于熔喷属于一步法生产技术,最终产品是纤网而不是单根的纤维,因此纤网的性质,尤其是纤网的结构性质(如孔隙特征)显得更为重要,其在很大程度上影响了产品的过滤等性能。但对纤网结构这方面所作的研究缺乏理论指导。为此,本文以熔喷工艺中影响纤网结构的根本原因——气流对纤维运动的影响为主要内容进行了一系列的研究。该研究不仅使得熔喷工艺的理论更趋于完整,而且对如何提高纤网的质量具有更好的理论指导意义。 本课题的研究内容可分为三大部分: 第一部分主要是建立聚合物气流拉伸的一维理论模型并对模型的求解方法进行探讨。考虑到求解拉伸理论模型需知气流速度和温度沿模头中心线(纺丝线)分布的规律,故首先建立了更为完善和准确的熔喷喷射流场气流速度和温度沿纺丝线变化的经验方程,其包含了更多的模头结构参数。在此基础上,以众多熔喷实验数据为例,对拉伸理论模型的求解方法(也即流变力初值的确定方法)进行了探讨,即改进了现用的方法并提出了新的方法。通过对各种方法的综合比较指出了最为稳定和客观的求解方法。该部分研究是第二部分研究工作的基础,因通过求解聚合物拉伸理论模型才能获得模拟纤维运动所必需的纤维直径和速度。 第二部分通过数值模拟的方法研究了纤维在熔喷空气流场中运动,以此来分析气流对纤维运动的影响,进而分析成网的结构性质。纤维运动模拟的