了解环境因素对模塑纤维产品的影响

2020年以来，全球模塑纤维制品(MFP)年市场规模已超过35亿美元，并且正在快速增长。 MFP的可靠性与其使用过程中的机械性能密切相关。不可预测的机械性能使得设计和改进MFP变得困难。

在《生物资源与生物产品杂志》上发表的一项研究中，一组来自中国的研究人员概述了他们构建的 MFP 机械参数的一些数学模型。描述了MFP的力学参数随水分含量(MC)的变化，并通过吸湿等温线描述了MC随温度和湿度的变化。

“MFP的制备往往需要先制备模具，但反复制备模具验证的时间和人力成本太高。通过数值模拟的方法可以大大降低这些成本，并且根据材料的力学参数该研究的作者之一、天津科技大学轻工科学与工程学院轻工技术与工程讲师付志强解释道。

“构建的力学参数随环境变化的函数可以为不同工况下MFP的结构设计和改进提供支撑。MFP的力学性能直接受MC的影响，而MC又受环境温度和湿度的影响。然而，温度也会影响分子活性，从而直接影响MFP的机械性能。”

研究团队发现，温度(20−70°C)对MFP机械性能的直接影响并不显着，MFP的机械性能主要是由MC改变的。 MC与环境温度和湿度有关，三者之间的关系可以通过修改后的Guggenheim-Anderson-de Boer(GAB)模型(20−70°C和30%−90%相对湿度)来描述。

随着MC的增加，弹性模量和断裂应变呈线性增加和减少，屈服强度和破坏强度呈现GaussAmp规律，破坏应变呈现渐近回归分布规律。

领导该研究的研究员付表示，“这对于理解温度、湿度和MC对MFP力学性能的影响具有重要意义。在以往的研究中，温度和MC的变化往往同时发生，因此很难理解温度、湿度和MC对MFP力学性能的影响。”了解温度影响MFP力学性能的主要方式，希望我们的研究结果能够帮助人们了解温度、湿度和MC对MFP的影响，为MFP的工程应用提供帮助。”