📖 研究背景
聚苯乙烯废料（EPS）的环境问题与回收潜力
聚苯乙烯（EPS）广泛用于包装、建筑材料和家用电器，但其废料由于不可降解特性，对环境造成了巨大压力。EPS废料的处理问题日益严峻，特别是它在海洋中形成的微塑料对生态的危害。为了解决这一问题，本研究探索了将EPS废料回收转化为无纺布的可行性，采用了熔喷纺丝工艺，并研究了这一过程对纤维特性和性能的影响。
🔍 研究目标与问题
研究目标
本研究旨在探索如何通过熔喷纺丝技术将EPS废料转化为无纺布，分析不同空气压力对纤维特性（如纤维直径、孔隙度、热导性等）的影响，为环保材料的应用提供新的回收路径。
主要科学问题
EPS废料转化为无纺布的过程如何影响纤维的热和机械性能？ 不同空气压力下，纤维的直径和热导性如何变化？ 融合回收的EPS废料无纺布在应用中的表现及可行性？
🔬 研究方法
样品制备与分析
- 材料
：EPS废料来源于Arch Engineering Products Co.，经过溶剂溶解与气化，最后通过熔喷纺丝技术转化为纤维。 - 工艺
：通过调节空气压力（0.2−0.5 psi），以获得不同直径的纤维。随后使用热压法将纤维转化为无纺布样品。 - 测试与分析
： - 纤维直径
：使用扫描电子显微镜（SEM）观察纤维结构，测量直径变化。 - 热性质
：通过差示扫描量热仪（DSC）分析玻璃转变温度（Tg）和热稳定性。 - 物理性能
：通过热导率测试、针刺强度和空气渗透性分析纤维的隔热、强度和透气性。 - 孔隙度与孔径
：采用SEM与ImageJ软件进行孔隙度和孔径大小分析。
🔑 核心研究发现
- 纤维直径与空气压力
：空气压力越大，纤维直径越小。测量结果显示，0.5 psi时，纤维直径最小（约47.67 μm），表明较高的空气压力能够显著提高纤维的细度。 - 热导率与纤维结构
：随着空气压力的增加，热导率有所提高（最高为0.0878 W/mK），这与纤维直径的减小及其更密集的排列相关。 - 热稳定性
：rEPS废料的热稳定性较原始EPS废料有所提高，温度分解范围从307.88 °C增加到374.30 °C，表明废料的回收过程提升了其热稳定性。 - 孔隙度与空气渗透性
：随着空气压力的增加，孔隙度保持稳定，然而孔径和空气渗透性下降，尤其在较高空气压力下（0.5 psi）。
🌍 科学意义与应用前景
理论贡献
本研究为EPS废料回收提供了新的思路，利用熔喷纺丝技术有效将废弃的EPS转化为功能性材料，且该过程没有破坏聚合物链，保留了其结构完整性。
实践价值
- 环保材料应用
：回收的无纺布可用于油吸附、建筑天花板、无土农业等多个领域，具有广泛的应用前景。 - 可持续发展
：此技术不仅减少了废弃EPS对环境的影响，还为工业废料的可持续处理提供了新的路径。
🔖 结论与建议
结论
通过熔喷纺丝技术，EPS废料成功转化为无纺布，纤维的特性（如热导率、孔隙度和机械强度）受空气压力的影响较大。该研究展示了回收EPS废料制备高性能无纺布的可行性，为可持续废物管理提供了新方案。
建议
- 技术优化
：进一步研究不同溶剂和处理工艺对回收效率和产品质量的影响。 - 规模化应用
：将此技术应用于更大规模的废料处理，尤其是在油水分离和建筑材料领域。
