EVA胶膜层压工艺参数说明
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第31卷㊀第4期2023年7月现代纺织技术AdvancedTextileTechnologyVol.31ꎬNo.4Jul.2023DOI:10.19398∕j.att.202212004EVA热熔胶膜层压复合织物的热压工艺及其结构胡满钰1ꎬ2ꎬ金肖克1ꎬ2ꎬ田㊀伟1ꎬ2ꎬ黄坤镇1ꎬ邵灵达1ꎬ祝成炎1ꎬ2(1.浙江理工大学纺织科学与工程学院(国际丝绸学院)ꎬ杭州㊀310018ꎻ2.浙江理工大学湖州研究院有限公司ꎬ浙江湖州㊀313000)㊀㊀摘㊀要:为研究热压工艺对EVA热熔胶膜层压复合织物黏接结构和性能的影响ꎬ对热压工艺参数进行优化ꎬ采用L25(53)正交试验ꎬ以热压工艺的温度㊁压强和时间为试验的主要影响因素进行分析ꎬ对复合织物的厚度㊁截面结构㊁透气性和剥离强度进行表征分析ꎮ结果表明:对于EVA热熔胶膜复合织物ꎬ压强对其厚度和透气性影响最大ꎬ温度对其剥离强度影响最大ꎻ同时ꎬ压强对其厚度有显著影响ꎬ对其透气性有高度显著影响ꎬ温度对其剥离强度有显著影响ꎻ随着热压温度㊁压强和时间的增加ꎬ其厚度呈现下降趋势ꎬ随着温度和时间的增加ꎬ其透气性和剥离强度呈现先上升后下降的趋势ꎬ随着压强的增加ꎬ其透气性和剥离强度呈现下降趋势ꎻ最佳热压工艺参数为100ħ㊁0.5MPa㊁90sꎬ该条件下热熔胶与两层织物的纱线和纤维结合紧密ꎬ胶层会形成间隙和微孔ꎬ复合织物厚度为0.65mmꎬ透气性可达到156.72mm∕sꎬ剥离强度可达到32.55Nꎮ关键词:EVA热熔胶膜ꎻ复合织物ꎻ热压工艺ꎻ剥离强度ꎻ正交试验中图分类号:TS106㊀㊀㊀文献标志码:A㊀㊀㊀文章编号:1009 ̄265X(2023)04 ̄0173 ̄10收稿日期:20221215㊀网络出版日期:20230322基金项目:国家茧丝绸发展基金资助项目(浙经信消费[2021]133号)作者简介:胡满钰(1997 )ꎬ女ꎬ湖北随州人ꎬ硕士研究生ꎬ主要从事功能性纺织品方面的研究ꎮ通信作者:祝成炎ꎬE ̄mail:cyzhu@zstu.edu.cn㊀㊀墙布作为家居装饰织物ꎬ起到装饰墙面㊁保护墙体的作用[1]ꎬ按照面料层数可分为单层墙布和复合墙布ꎮ通常复合墙布的表层织物为机织布ꎬ里层织物为非织造布[2]ꎬ使用黏合剂采用热压工艺黏接而成ꎬ属于层压复合织物(简称复合织物)ꎬ不仅能保持各层织物原有的功能特性ꎬ且可设计增加其他功能ꎬ整体表现出功能的叠加性[3]ꎬ经加工处理后ꎬ复合墙布能够满足目前对墙布多功能的要求ꎬ已逐步替代单层墙布ꎬ被广泛使用[4]ꎮ黏合剂作为复合织物的主要组成部分ꎬ决定了复合织物的耐久性和整体质量[5]ꎬ其中ꎬ热熔胶是一类不含溶剂的可熔㊁可塑性环保型化学产品[6]ꎬ经过专业设备加工可得到厚度均匀㊁便于储存运输的热熔胶膜ꎬ使用时裁剪至所需大小ꎬ放置在被黏接材料之间进行热压复合ꎬ操作简便[7]ꎮ纺织常用热熔胶按基材主要分为:聚酰胺(PA)类热熔胶㊁聚酯(PES)类热熔胶㊁乙烯 ̄醋酸乙烯共聚物(EVA)类热熔胶㊁聚氨酯(PU)类热熔胶等[8]ꎮ在这些热熔胶中ꎬ乙烯 ̄醋酸乙烯共聚物(EthylenevinylacetateꎬEVA)热熔胶熔点低ꎬ适用范围广ꎬ黏接能力强ꎬ且具有成本低ꎬ耐酸和耐老化等优势[9]ꎬ可用于墙布用复合织物的黏接ꎮ热压工艺条件直接影响了EVA热熔胶在两层织物间的渗透程度ꎬ进而影响复合织物的黏接结构和织物性能[10]ꎬ但目前针对EVA热熔胶膜制备复合织物的工艺研究较少ꎬ热压工艺条件对复合织物的内部黏接结构和性能的影响尚未明晰ꎬ因此对EVA热熔胶膜制备复合织物进行热压工艺研究是有必要的ꎮ本文以EVA热熔胶膜为黏合剂ꎬ机织布为表层织物ꎬ非织造布为里层织物ꎬ将热压温度㊁压强和时间作为主要影响因素ꎬ设计L25(53)正交试验ꎬ研究热压工艺条件对复合织物黏接结构和复合织物性能的影响ꎬ并对复合织物的热压工艺参数进行优化ꎬ以期为EVA热熔胶膜制备复合织物提供工艺参考ꎮ1㊀实㊀验1.1㊀实验原料与仪器1.1.1㊀实验原料实验原料及来源见表1ꎮ1.1.2㊀实验仪器实验中主要仪器设备及来源见表2ꎮ1.2㊀实验方法1.2.1㊀正交试验设计热压工艺中ꎬ当温度达到热熔胶软化点时ꎬ热熔胶膜开始软化㊁熔融ꎬ转变为黏流态ꎬ获得流动性ꎬ在加压条件下ꎬ向两层织物间隙浸润扩散ꎬ待热压工艺结束后ꎬ在室温条件下降温固化ꎬ热熔胶与两层织物的部分纱线和纤维发生固结ꎬ形成物理互锁结构ꎬ得到层压复合织物ꎮ复合织物中热熔胶膜的熔融浸润效果如图1所示ꎮ热压温度㊁压强和时间3个参数会影响热熔胶的软化㊁熔融程度和流动性ꎬ导致复合织物中热熔胶的渗透程度不同ꎬ以此造成复合织物的黏接结构不同ꎬ进而影响织物性能ꎮ因此选择热压温度㊁压强和时间作为主要因素ꎬ设计L25(53)正交试验ꎬ热压工艺的因素水平见表3ꎮ表1㊀实验原料及来源Tab.1㊀Experimentalrawmaterialsandsources实验原料规格来源8枚缎纹机织布经纱:真丝(2∕22.2∕24.4dtex)纬纱:蜂窝微孔涤纶∕竹纤维(70∕30)(164dtex)海宁中纺面料科技有限公司涤纶水刺非织造布70g∕m2御秀实业控股股份有限公司EVA热熔胶膜30g∕m2御秀实业控股股份有限公司表2㊀实验设备及来源Tab.2㊀Experimentalequipmentandsources实验仪器型号来源精密电子天平AL204 ̄IC梅特勒 ̄托利多有限公司半自动平板硫化仪QLB ̄25T江苏省无锡市中凯橡胶机械有限公司差示扫描量热仪Q2000美国TA公司数字式织物厚度仪YG141D温州方圆仪器有限公司扫描电子显微镜JSM ̄5610LV日本电子株式会社电子织物强力机YG026T ̄Ⅱ宁波纺织仪器厂透气性测试仪YG461E温州方圆仪器有限公司图1㊀复合织物中热熔胶膜的熔融浸润效果Fig.1㊀Meltinfiltratingofthehot ̄meltadhesivefilminthecompositefabric471 现代纺织技术第31卷表3㊀热压工艺的因素水平Tab.3㊀Factorlevelsofthehot ̄pressingprocess水平因素A(温度∕ħ)B(压强∕MPa)C(时间∕s)1800.5302901.06031001.59041102.012051202.5150根据热熔胶DSC热性能分析ꎬEVA热熔胶膜软化点为65ħꎬ所以热压温度需高于65ħ才能使热熔胶膜软化㊁熔融ꎬ热压温度需低于130ħ防止真丝在高温下发生脆化ꎬ因此选取热压温度范围为80~120ħꎮ根据前期试验探索ꎬ软化熔融后的热熔胶在无压强条件下流动扩散程度小ꎬ仅固结与其接触的纱线和纤维ꎬ加压能提高热熔胶在两层织物间隙的渗透程度ꎬ但当热压压强大于2.5MPa时ꎬ复合织物手感硬ꎬ织物间黏接牢度差ꎬ故选取热压压强范围为0.5~2.5MPaꎮEVA热熔胶在温度达到软化点后能在几秒内软化熔融ꎬ随后在压强作用下流动扩散ꎬ热压时间主要为热熔胶熔融后的流动浸润时间ꎬ选取热压时间范围为30~150sꎮ1.2.2㊀复合织物制备工艺本文采用热压工艺制备EVA热熔胶膜复合织物ꎬ工艺流程如图2所示ꎮ将非织造布㊁EVA热熔胶膜和缎纹机织布依次叠放入已完成预热的两层高温发泡硅胶板之间ꎬ按正交试验设计的压力与时间进行热压复合ꎬ待热压工艺结束后ꎬ取出织物在室温条件下冷却固化ꎬ得到复合织物ꎮ图2㊀复合织物热压工艺流程Fig.2㊀Hot ̄pressingprocessofthecompositefabric1.2.3㊀性能测试表征采用差示扫描量热仪测试EVA热熔胶膜的热学性能ꎬ根据GB∕T3820 1997«纺织品和纺织制品厚度的测定»测试复合织物厚度ꎬ采用扫描电子显微镜观察复合织物截面微观形貌ꎬ根据GB∕T5453 1997«纺织品织物透气性的测定»测试复合织物透气性能ꎬ根据FZ∕T60011 2016«复合织物剥离强力试验方法»测试复合织物的剥离强度ꎮ2㊀结果与分析2.1㊀EVA热熔胶膜复合织物性能的极差㊁方差和交互作用分析2.1.1㊀EVA热熔胶膜复合织物性能的极差㊁方差分析㊀㊀极㊁方差分析是分析正交试验结果最常见的两种方法ꎮ极差分析是根据复合织物性能测试结果的极差R值ꎬ分析判断热压工艺制备复合织物时各因素对各性能影响的主次顺序ꎬ结合各因素水平均值 K后ꎬ分别确定各性能最佳的热压工艺参数组合ꎻ方差分析可以确定各因素所引起的复合织物性能差异的大小ꎬ得出制备条件对复合织物性能具有显著影响的因素ꎮEVA热熔胶膜复合织物性能的极差分析结果见表4ꎬ方差分析结果见表5ꎮ通过比较表4中的各性能的极差R值可知ꎬ在热压工艺中ꎬ3个主要因素对复合织物厚度的影响主次顺序为:热压压强㊁热压温度㊁热压时间ꎻ对透气性的影响主次顺序为:热压压强㊁热压时间㊁热压温度ꎻ对剥离强度的影响主次顺序为:热压温度㊁热压压强㊁热压时间ꎮ根据复合织物透气性 K值ꎬ复合织物透气性最好的热压工艺组合为A3B1C3ꎻ根据复合织物剥离强度 K值ꎬ复合织物剥离强度最好571 第4期胡满钰等:EVA热熔胶膜层压复合织物的热压工艺及其结构的热压工艺组合为A2B1C3ꎮ极差分析得到了单个性能最好的热压工艺组合ꎬ但要进一步优化EVA热熔胶膜制备复合织物的热压工艺参数ꎬ还需综合分析复合织物的内部黏接结构和复合织物整体性能ꎮ表4㊀EVA热熔胶膜复合织物性能的极差分析Tab.4㊀RangeanalysisonthepropertiesofcompositefabricswithEVAhot ̄meltadhesivefilms指标因素A因素B因素C厚度∕mmK10.650.680.64 K20.610.590.62 K30.570.570.57 K40.560.550.56 K50.540.540.54R0.110.140.10透气率∕(mm s-1)K128.6497.8418.95 K233.1740.1741.04 K356.3736.2955.72 K453.0521.5851.69 K543.0618.4146.89R27.7379.4336.77剥离强度∕NK120.7125.1419.54 K225.6622.3821.89 K324.2821.5023.41 K420.4120.4522.07 K517.4119.0021.56R8.256.143.87通过比较表5中各因素的F值可知ꎬ各因素对复合织物各性能影响的主次顺序与极差分析得到结果一致ꎮ同时ꎬ根据P值可以得出ꎬ对复合织物的厚度㊁透气率和剥离强度有显著性影响的因素分别为压强㊁压强㊁温度ꎬ其中ꎬ复合织物透气性和热压压强之间的显著性为高度显著ꎮ表5㊀EVA热熔胶膜复合织物性能的方差分析Tab.5㊀VarianceanalysisofthepropertiesofcompositefabricswithEVAhot ̄meltadhesivefilms性能因素SSF值P显著性厚度A0.0391.8220.164B0.0593.4620.026∗B>A>CC0.0311.3960.271透气率A2913.6390.4270.787B20620.1026.2790.002∗∗㊀B>C>AC4173.2660.6350.644剥离强度A216.6494.0920.014∗B105.8451.4090.267A>B>CC38.9860.4400.778㊀㊀注:∗∗代表Pɤ0.01ꎬ高度显著影响ꎻ∗代表0.01<Pɤ0.05ꎬ显著影响ꎻ空白代表P>0.05ꎬ无显著影响ꎮ2.1.2㊀EVA热熔胶膜复合织物性能的交互作用分析交互作用图能反应多因素共同作用的实验中各因素间的相互作用程度ꎬ通过SPSS软件对实验数据进行处理ꎬ得到影响EVA热熔胶膜复合织物透气性和剥离强度的各因素之间的交互作用分别如图3㊁图4所示ꎮ在交互作用图中ꎬ各个因素的曲线平行则未发生交互作用ꎬ各个因素的曲线不平行则发生交互作用ꎬ相交趋势越明显ꎬ交互作用强度越大ꎮ由图3可知ꎬ温度与压强㊁温度与时间㊁时间与压强对复合织物透气率之间存在交互作用ꎬ温度与时间之间的交互作用显著ꎻ由图4可知ꎬ温度与压强㊁温度与时间㊁时间与压强对复合织物透气率之间存在交互作用ꎬ当热压温度在100~110ħ时ꎬ温度与压强之间的交互作用不明显ꎮ㊀㊀㊀㊀图3㊀复合织物透气性交互作用Fig.3㊀Permeabilityinteractionofcompositefabrics671 现代纺织技术第31卷㊀㊀图4㊀复合织物剥离强度交互作用Fig.4㊀Peelstrengthinteractionofcompositefabrics2.2㊀热压工艺对复合织物黏接结构的影响为进一步研究各因素对复合织物黏接结构和性能的影响规律ꎬ以正交试验各因素水平值为横坐标ꎬ相应水平测试结果均值为纵坐标ꎬ作因素水平趋势图ꎬ直观反应各因素对复合织物各性能的影响趋势和大小ꎮ根据织物厚度和截面电镜图分析复合ꎬ研究热压工艺与复合织物黏接结构间的关系ꎮ复合织物所用缎纹机织布厚度为0.37mmꎬ水刺非织造布厚度为0.62mmꎬEVA热熔胶膜的厚度为0.05mmꎮ对正交试验得到的复合织物平均厚度进行分析ꎬ复合织物厚度因素水平趋势如图5所示ꎮ由图5可知ꎬ随着热压温度㊁压强和时间的增加ꎬ复合织物的厚度均逐渐减小ꎬ其中ꎬ压强由0.5MPa增加到1.0MPa时ꎬ厚度下降最明显ꎮ㊀㊀图5㊀复合织物厚度因素水平趋势Fig.5㊀Leveltrendofthethicknessfactorsofcompositefabrics㊀㊀复合织物整体厚度的变化是由热熔胶渗透程度和两层织物厚度变化共同导致的ꎮ随着温度㊁压强和时间的增加ꎬ热熔胶膜由高弹态转变为流动性不同的粘流态ꎬ在压强的作用下ꎬ以不同的速度向两层织物间流动浸润ꎬ热压温度越高㊁压强越大ꎬ时间越长ꎬ热熔胶流动浸润速度越快ꎬ时间越久ꎬ在两层织物间的渗透程度越大ꎮ同时ꎬ在加压过程中ꎬ两层织物内部纱线和纤维间的间隙也会在压强的挤压作用下被压缩ꎬ待热压工艺结束后ꎬ压缩部分无法完全恢复ꎬ且热压工艺不同恢复程度不同ꎬ两层织物厚度有一定程度的减小ꎮ根据复合织物的厚度ꎬ在正交试验中选取3块复合织物ꎬ通过电镜观察复合织物的截面形貌特征ꎬ所选取复合织物的热压工艺参数和厚度见表6ꎮ771第4期胡满钰等:EVA热熔胶膜层压复合织物的热压工艺及其结构表6㊀扫描电镜试样的热压工艺参数和厚度Tab.6㊀HotpressingprocessparametersandthicknessofSEMspecimens试样热压温度∕ħ热压压强∕MPa热压时间∕s厚度∕mm试样1800.5300.76试样111000.51200.65试样251202.51500.48其中ꎬ试样1与试样25的热压工艺各因素水平差别最大ꎬ3块复合织物截面电镜图如图6所示ꎮ从图6中可以清晰看到复合织物的截面结构:非织造布㊁EVA热熔胶和机织布依次层叠ꎬ复合织物截面热熔胶的渗透程度不同ꎬ与纱线和纤维的结合效果不同ꎬ截面结构有较大区别ꎮ由图6(a)和图6(b)可知ꎬ试样1中热熔胶膜状形态结构无明显改变ꎬ仅固结了与热熔胶接触的少量纱线和纤维ꎬ与织物中纱线和纤维的结合效果差ꎬ热熔胶仍保持膜状结构ꎻ由图6(c)和图6(d)可知ꎬ试样11中热熔胶膜在两层织物间发生流动浸润ꎬ渗透分布范围增大ꎬ并与部分纱线和纤维发生固结ꎬ热熔胶膜状形态结构发生改变ꎬ胶层出现间隙ꎻ由图6(c)和图6(d)可知ꎬ试样25厚度明显减小ꎬ截面中热熔胶渗透分布范围扩大ꎬ热熔胶膜状形态结构完全改变ꎬ渗透程度增加ꎬ两层织物中被固结的纱线和纤维增加ꎬ织物的间隙和微孔被热熔胶黏接ꎮ织物的黏接结构包括:热熔胶膜的形态变化㊁渗透程度㊁与纱线和纤维的结合等ꎬ不同的热压工艺会直接影响复合织物黏接结构ꎬ进而影响复合织物的性能ꎮ㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀图6㊀复合织物截面电镜照片Fig.6㊀Cross ̄sectionalelectronmicroscopyofcompositefabrics871 现代纺织技术第31卷2.3㊀热压工艺对复合织物透气性和剥离强度的影响㊀㊀复合织物所用机织布透气率为656.47mm∕sꎬ非织造布透气率为1762.90mm∕sꎬEVA热熔胶膜不透气ꎮ对正交试验得到的复合织物平均透气性和平均剥离强度进行分析ꎬ复合织物透气性和剥离强度因素水平趋势如图7所示ꎮ图7㊀复合织物透气性和剥离强度因素水平趋势Fig.7㊀Leveltrendoftheairpermeabilityandpeelstrengthfactorsofcompositefabrics由图7(a)可知ꎬ复合织物的透气性和剥离强度随着热压温度的升高呈现先上升后下降的趋势ꎬ在100ħ时其透气性最高ꎬ在90ħ时其剥离强度最高ꎻ由图7(b)可知ꎬ复合织物的透气性和剥离强度随着热压压强的增加均呈现下降趋势ꎬ压强由0.5MPa增加到1.0MPa时ꎬ透气性下降较快ꎻ由图7(c)可知ꎬ复合织物的透气性和剥离强度随着热压时间的增加均呈现先上升后下降的趋势ꎬ在90s时ꎬ其透气性和剥离强度均最好ꎮ复合织物透气性和剥离强度变化是由于复合织物内部结构不同而导致的ꎮ热压温度较低㊁时间较短时ꎬ热熔胶膜软化后处于高弹态与粘流态之间ꎬ胶体流动性和黏性差ꎬ在两层织物间的渗透程度小ꎬ仅与织物表面纱线和纤维发生固结ꎬ结合效果差ꎬ热熔胶固化后仍形成无间隙膜状ꎬ所以透气性和剥离强度不佳ꎻ随着温度升高ꎬ热压时间增加ꎬ热熔胶完全熔融ꎬ转变为粘流态ꎬ流动性和黏性均增加ꎬ在压力条件下ꎬ热熔胶向两层织物中的间隙扩散浸润ꎬ待冷却固化后ꎬ两层织物被固结的纱线和纤维增加ꎬ热熔胶分布扩散ꎬ与织物中的纱线和纤维结合效果好ꎬ且胶层形成间隙和微孔ꎬ故复合织物剥离强度和透气性提高ꎻ但当热压温度㊁压强和时间继续增加时ꎬ热熔胶转变为流动性很好的粘流态ꎬ在压强作用下向织物的纱线和纤维间流动浸润ꎬ待降温固化后ꎬ黏接了两层织物中纱线和纤维间的间隙ꎬ可供气体通过的间隙和微孔减少ꎬ导致复合织物透气性降低ꎬ热熔胶分布范围扩大ꎬ在两层织物的间隙中完全浸润ꎬ胶体分散ꎬ热熔胶自身结合面积减小ꎬ结合牢度下降ꎬ导致复合织物剥离强度下降ꎮ2.4㊀复合织物热压工艺的优化和验证根据复合织物的黏接结构㊁透气性和剥离强度的分析ꎬ比较热压温度为90ħ与100ħ时复合织物的透气性和剥离强度ꎬ可以得出热压温度为100ħ时ꎬ复合织物的整体性能较好ꎻ且热压压强为0.5MPaꎬ时间为90s时ꎬ热熔胶浸润渗透均匀ꎬ胶层能形成间隙和微孔ꎬ与织物中纱线和纤维结合效果好ꎬ复合织物的透气性和剥离强度均最佳ꎮ因此ꎬ对EVA热熔胶膜制备复合织物的热压工艺进行优化ꎬ其最佳热压工艺参数为:热压温度100ħꎬ热压压强0.5MPaꎬ热压时间90sꎮ根据优化后的热压工艺参数制备EVA热熔胶膜复合织物ꎬ该复合织物截面电镜图如图8所示ꎮ971 第4期胡满钰等:EVA热熔胶膜层压复合织物的热压工艺及其结构㊀㊀㊀㊀㊀图8㊀最佳热压工艺复合织物截面电镜照片Fig.8㊀Cross ̄sectionalelectronmicroscopyofcompositefabricswiththeoptimumhotpressingprocess㊀㊀在该工艺条件下制得的复合织物厚度为0 65mmꎬ通过截面电镜图ꎬ可以发现热熔胶渗透效果与图6(d)相似ꎬ热熔胶层形成间隙和微孔ꎬ固结了织物中的部分纱线和纤维ꎬ结合效果好ꎬ优化工艺参数制备的复合织物透气率可达到156.72mm∕sꎬ剥离强度可达到32.55Nꎬ均接近正交试验中复合织物透气性和剥离强度的最优结果ꎮ部分学者使用不同黏合剂进行层压复合织物的制备工艺研究[8ꎬ11 ̄12]ꎬ对其研究过程中剥离强度测试结果进行整理ꎬ得到不同黏合剂复合织物的最佳剥离强度ꎬ如表7所示ꎮ表7㊀不同黏合剂复合织物的最佳剥离强度Tab.7㊀Highestpeelstrengthforcompositefabricswithdifferentadhesives黏合剂表层织物∕里层织物剥离强度∕N传统市售糯米胶真丝织物∕涤纶非织造布2.27涤纶织物∕涤纶非织造布2.06聚氨酯(TPU)热熔胶亚麻织物∕涤纶经编间隔织物23.20聚酰胺(COPA)热熔胶棉织物∕锦纶经编织物15.68棉织物∕涤纶经编织物13.00瓜尔胶改性黏合剂真丝织物∕涤纶非织造布17.15涤纶织物∕涤纶非织造布14.10本研究在热压工艺优化后ꎬ复合织物剥离强度可达到32.55Nꎬ与表7中其他各黏合剂制备复合织物的最佳剥离强度相比ꎬEVA热熔胶在复合织物黏接方面具有更优的性能ꎬ其剥离强力具有明显优势ꎮ3㊀结㊀论本文根据设计的3因素5水平正交试验ꎬ以EVA热熔胶膜为黏合剂ꎬ缎纹机织布为表层织物ꎬ水刺非织造布为里层织物ꎬ制备了不同热压工艺参数的25块复合织物ꎬ分析热压工艺条件与复合织物内部黏接结构的关系ꎬ研究热压工艺条件对复合织物透气性和剥离强度的影响ꎬ并对EVA热熔胶膜制备复合织物的热压工艺参数进行了优化ꎬ得出如下结论:a)在热压温度㊁压强㊁时间3个因素中ꎬ压强对复合织物厚度的影响最大ꎬ温度次之ꎬ压强对复合织物透气性影响最大ꎬ时间次之ꎬ温度对复合织物剥离强度影响最大ꎬ压强次之ꎻ同时ꎬ对复合织物的厚度㊁透气率和剥离强度有显著性影响的因素分别为压强㊁压强㊁温度ꎬ其中ꎬ热压压强对复合织物透气性具有高度显著性影响ꎮb)在80~120ħ范围内ꎬ随着温度的升高ꎬ复合织物的透气性和剥离强度均呈现先上升后下降趋势ꎬ90ħ时其剥离强度最高ꎬ100ħ时其透气性最好ꎻ在0.5~2.5MPa范围内ꎬ随着压强的增大ꎬ复合织物的透气性和剥离强度均呈现下降趋势ꎬ0.5MPa时其透气性和剥离强度均最高ꎻ在30~150s范围内ꎬ随着时间的增加ꎬ复合织物的透气性和剥离强度均呈现先上升后下降趋势ꎬ90s时其透气性和剥离强度均最高ꎮc)对EVA热熔胶膜制备复合织物的热压工艺进行了优化ꎬ其最佳热压工艺参数为:100ħꎬ0.5MPaꎬ90sꎮ该条件下制备的复合织物ꎬ热熔胶与两层织物的纱线和纤维结合紧密ꎬ且胶层会形成081 现代纺织技术第31卷间隙和微孔ꎬ复合织物厚度为0.65mmꎬ透气率可达到156.72mm∕sꎬ剥离强度可达到32.55Nꎮ参考文献:[1]杨瑞瑞ꎬ郭嫣ꎬ张文文ꎬ等.阻燃防水透湿多功能墙布的设计与开发[J].合成纤维ꎬ2022ꎬ51(11):18 ̄21.YANGRuiruiꎬGUOYanꎬZHANGWenwenꎬetal.Designanddevelopmentofflame ̄retardantꎬwaterproofandmoisture ̄permeablemultifunctionalwallfabric[J].SyntheticFiberinChinaꎬ2022ꎬ51(11):18 ̄21. 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基于EVA胶膜的真空层压工艺EVA胶膜(以下简称EVA)是晶体硅太阳电池封装中应用最广泛的一种热熔胶,真空层压工艺就是针对EVA的特性来设计的。
这个工艺的主要目的就是使EVA实现最优程度的固化,并防止移位和气泡的产生。
本文所关注的就是所有材料准备好了以后,放入层压机中层压的这一个具体过程。
一、EVA的基本特性1、固化温度。
EVA 是一种热熔胶,即在常温下,EVA是固体,没有粘性。
当把EVA加热到一定温度时,EVA会熔化粘结在与它接触的物体上。
用于太阳电池封装的EVA是专门设计的热固性热熔胶,即在加热熔融的同时会发生固化反应。
当温度较低时,交联反应发生的速度很缓慢,完成固化所需要的时间较长,反之需要的时间就比较短。
因此,要选择适宜的层压温度,使EVA在熔融中获得流动性,同时发生固化反应。
随着反应的进行,交联度增加,EVA逐渐失去流动性,起到封装的作用。
2、交联度。
用于太阳电池封装的 EVA 在层压过程中发生了交联反应,形成了三维网状结构。
通常,EVA的交联度用凝胶含量来表示,凝胶含量是交联的EVA占总的EVA的重量百分比。
实验上的测定方法有很多,常用的是二甲苯萃取法。
二、层压机和层压工艺1、层压机。
层压机是真空层压工艺使用的主要仪器,它的作用就是在真空条件下对EVA 进行加热和加压,实现EVA的固化,达到对太阳电池密封的目的。
对于层压机来说,需要设置的参数主要有以下四个:(1)层压温度:对应着EVA的固化温度,不同的EVA生产厂家,给出层压温度可能不同,对于同时采用几家EVA的客户来说,需要及时调整相关参数。
(2)抽气时间:对应着加压前的抽气时间。
又因为抽气完成后就是充气加压的过程,所以抽气时间又对应着加压的时机。
抽气的目的:一是排出封装材料间隙的空气和层压过程中产生的气体,消除组件内的气泡;二是在层压机内部造成一个压力差,产生层压所需要的压力(参见层压机的工作原理)。
(3)充气时间:对应着层压时施加在组件上的压力,充气时间越长,压力越大。
EVA太阳能电池封装膜的介绍和封装工艺简介1. EVA太阳能电池封装膜的介绍、太阳能电池的工作原理简介和封装工艺简介1.1EVA太阳能电池胶膜产品简介太阳能电池胶膜是用EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)为主要原料,添加各种助剂后,经加热挤出成型的产品。
该胶膜在常温时无粘性,便于裁切分割操作。
目前,本胶膜主要用于太阳能电池板的封装。
在封装时,先裁切所需尺寸的胶膜,按玻璃-胶膜-电池板-胶膜-TPT叠合于铝合金框内;然后,放入层压机内加热、加压、并抽真空;最后,放入设定温度的固化炉中恒温所需时间即可。
EVA 胶膜特点描述1:高透光率,提高组件的光电转化效率。
2:合理的交联度,保证组件良好的稳定性和可使用寿命。
3:卓越的耐紫外老化性能和优秀的耐湿热老化行能,保证组件在户外长达25 年的使用寿命。
4:极低的收缩伸长率,保证您的组件尺寸稳定性和一致性。
5:对各种背板和玻璃较强的粘接性能,保证组件安全高效的运行。
1.2太阳能电池简单介绍1.2.1什么是太阳能电池太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。
1.2.2太阳能电池的原理太阳光照在半导体p-n结上,形成新的空穴-电子对,在p-n结电场的作用下,空穴由n区流向p区,电子由p区流向n区,接通电路后就形成电流。
这就是光电效应太阳能电池的工作原理。
一、太阳能发电方式太阳能发电有两种方式,一种是光—热—电转换方式,另一种是光—电直接转换方式。
(1)光—热—电转换方式通过利用太阳辐射产生的热能发电,一般是由太阳能集热器将所吸收的热能转换成工质的蒸气,再驱动汽轮机发电。
前一个过程是光—热转换过程;后一个过程是热—电转换过程,与普通的火力发电一样.太阳能热发电的缺点是效率很低而成本很高,估计它的投资至少要比普通火电站贵5~10倍.一座1000MW的太阳能热电站需要投资20~25亿美元,平均1kW的投资为2000~2500美元。
因此,目前只能小规模地应用于特殊的场合,而大规模利用在经济上很不合算,还不能与普通的火电站或核电站相竞争。
基于EV A的真空层压工艺EV A是晶体硅太阳电池封装中应用最广泛的一种热熔胶,真空层压工艺就是针对EV A的特性来设计的。
这个工艺的主要目的就是使EV A实现最优程度的固化,并防止移位和气泡的产生。
本文所关注的就是所有材料准备好了以后,放入层压机中层压的这一个具体过程。
1EV A的基本特性1.1固化温度。
EV A是一种热熔胶,即在常温下,EV A是固体,没有粘性。
当把EV A加热到一定温度时,EV A会熔化粘结在与它接触的物体上。
用于太阳电池封装的EV A是专门设计的热固性热熔胶,即在加热熔融的同时会发生固化反应。
当温度较低时,交联反应发生的速度很缓慢,完成固化所需要的时间较长,反之需要的时间就比较短。
因此要选择一适宜的层压温度,使EV A在熔融中获得流动性,同时发生固化反应。
随着反应的进行,交联度增加,EV A失去流动性,起到封装的作用。
1.2交联度。
用于太阳电池封装的EV A在层压过程中发生了交联反应,形成了三维网状结构。
通常,EV A 的交联度用凝胶含量来表示,凝胶含量是交联的EV A占总的EV A的重量百分含量。
实验上的测定方法有很多,常用的是二甲苯萃取法。
2层压机和层压工艺2.1层压机。
层压机是真空层压工艺使用的主要仪器,它的作用就是在真空条件下对EV A进行加热加压,实现EV A的固化,达到对太阳电池密封的目的。
对于层压机来说需要设置的参数主要有四个:z层压温度:对应着EV A的固化温度。
z抽气时间:对应着加压前的抽气时间。
又因为抽气完成后就是充气加压的过程,所以抽气时间又对应着加压的时机。
抽气的目的,一是排出封装材料间隙的空气和层压过程中产生的气体,消除组件内的气泡;二是在层压机内部造成一个压力差,产生层压所需要的压力(参见层压机的工作原理)。
z充气时间:对应着层压时施加在组件上的压力,充气时间越长,压力越大。
因为像EV A交联后形成的这种高分子一般结构比较疏松,压力的存在可以使EV A胶膜固化后更加致密,具有更好的力学性能。
EV A胶膜封装技术一、EV A胶膜太阳能电池封装用胶膜是以EV A为基料,辅以数种改性剂,经过膜设备热轧而成薄膜型产品。
EV A树脂是乙烯和醋酸乙烯酯的共聚物阴,结构如下:EV A胶膜在电池的封装过程中受热,产生交联反应,固化后的胶膜具有优良的透光率、粘接强度、热稳定性、气密性、耐环境应力开裂性、耐侯性、耐腐蚀性以及电性能等。
EV A的性能主要取决于分子量(可以用熔体指数MFR表示)和醋酸乙烯酯(以vA表示)的含量。
当MFR一定时,V A的含量增高,EV A的弹性、柔软性、粘结性、相溶性和透明性提高;V A的含量降低,EV A则接近于聚乙烯的性能。
当V A含量一定时,分子量降低则软化点下降,而加工性及表面光泽改善,但强度降低;分于量增大,可提高耐冲击性和应力开裂性。
(1)熔点:熔点随着V A%的增加而直线下降。
见图2.1。
(2)结晶度:结晶度随着V A%的增加而直线下降,当V A%趋近40%时,就完全失去了结晶性。
见图2.2。
(3)玻璃化温度:EV A的Tg(由塑性向刚性转移的临界温度)受V A%的影响不大,保持在一25--30℃的稳定值。
表明EV A具有抗低温性能。
常用EV A太阳能电池封装胶膜的基本技术参数:①固化条件:快固胶膜135。
140。
C、15-20min:常规胶膜145~150℃、30mira②剥离强度(N/cm):玻璃/胶膜≥30;TPT/胶膜≥20:③透光率(%):≥91;④交联度(%):70~85;⑤耐温性:一40,--85℃;⑥耐紫外光老化:不龟裂、不变色。
EV A成型加工温度较低,范围较宽。
EV A在240℃以上显示分解倾向,温度超过250℃易分解,故有必要控制在240℃以下进行加工。
EV A胶膜除了有以上的属性之外,它还具有两项功能性作用:(1)、对玻璃的增透作用:EV A和玻璃的折射率约为1.5,正是EV A的折射率比空气更接近于玻璃,从而使得玻璃/EV A/玻璃要比玻璃/空气/玻璃的总反射率要小。
EV A的真空层压工艺EV A的真空层压工艺EV A是晶体硅太阳电池封装中应用最广泛的一种热熔胶,真空层压工艺就是针对EV A的特性来设计的。
这个工艺的主要目的就是使EV A实现最优程度的固化,并防止移位和气泡的产生。
本文所关注的就是所有材料准备好了以后,放入层压机中层压的这一个具体过程。
1 EV A的基本特性1.1固化温度。
EV A是一种热熔胶,即在常温下,EV A是固体,没有粘性。
当把EV A加热到一定温度时,EV A会熔化粘结在与它接触的物体上。
用于太阳电池封装的EV A是专门设计的热固性热熔胶,即在加热熔融的同时会发生固化反应。
当温度较低时,交联反应发生的速度很缓慢,完成固化所需要的时间较长,反之需要的时间就比较短。
因此要选择一适宜的层压温度,使EV A在熔融中获得流动性,同时发生固化反应。
随着反应的进行,交联度增加,EV A失去流动性,起到封装的作用。
1.2交联度。
用于太阳电池封装的EV A在层压过程中发生了交联反应,形成了三维网状结构。
通常,EV A的交联度用凝胶含量来表示,凝胶含量是交联的EV A占总的EV A的重量百分含量。
实验上的测定方法有很多,常用的是二甲苯萃取法。
2层压机和层压工艺2.1层压机。
层压机是真空层压工艺使用的主要仪器,它的作用就是在真空条件下对EV A进行加热加压,实现EV A的固化,达到对太阳电池密封的目的。
对于层压机来说需要设置的参数主要有四个:z层压温度:对应着EV A的固化温度。
..抽气时间:对应着加压前的抽气时间。
又因为抽气完成后就是充气加压的过程,所以抽气时间又对应着加压的时机。
抽气的目的,一是排出封装材料间隙的空气和层压过程中产生的气体,消除组件内的气泡;二是在层压机内部造成一个压力差,产生层压所需要的压力(参见层压机的工作原理)。
..充气时间:对应着层压时施加在组件上的压力,充气时间越长,压力越大。
因为像EV A交联后形成的这种高分子一般结构比较疏松,压力的存在可以使EV A胶膜固化后更加致密,具有更好的力学性能。
EVA胶膜层压工艺参数说明EVA胶膜层压是一种常用于太阳能电池板、液晶显示屏、玻璃和金属等材料的层压工艺。
它是通过加热和压力使EVA(乙烯醋酸乙烯共聚物)胶膜与两个或多个材料层进行粘结,从而形成一个坚固的复合结构。
下面是关于EVA胶膜层压工艺参数的详细说明。
1.温度参数:-熔融温度:EVA胶膜的熔融温度通常在120°C到180°C之间。
熔融温度太低可能导致粘结不牢固,熔融温度太高可能对材料造成损害。
-温度均匀性:确保整个层压过程中温度的均匀分布非常重要,以避免产生压力不均,影响粘结质量。
2.压力参数:-压力大小:EVA胶膜层压时的压力通常在5至10MPa之间,可根据材料的特性和需要进行调整。
-压力均匀性:确保层压过程中压力的均匀分布对于获得高质量的粘结非常重要。
-压力保持时间:层压压力需要在一定时间内维持不变,以确保材料能够充分粘结在一起。
3.层压速度:-层压速度的选择会对粘结的质量和工艺周期产生影响。
较快的速度可能导致粘结更不均匀,但可以减少工艺时间,而较慢的速度可能有助于更好的粘结。
-合适的层压速度应根据具体要求和实际情况进行确定。
4.EVA胶膜厚度:- EVA胶膜的厚度通常在0.2 mm到1 mm之间,一般情况下约为0.3 mm到0.5 mm。
较薄的胶膜可能在层压过程中更容易变形,而较厚的胶膜可能需要更高的温度和压力来达到充分粘结。
5.表面处理:-在层压之前,通常需要对待粘结的材料进行表面处理,以提高粘结的质量和可靠性。
表面处理可以包括去污、脱脂和改善表面粗糙度等步骤。
6.气体排放和包覆:-在EVA胶膜层压过程中,可能会产生气泡和挥发物。
适当的气体排放系统和胶膜包覆工艺可以有效减少气泡和挥发物的产生,确保层压质量。
7.复合材料:-EVA胶膜层压工艺常用于不同类型的复合材料,包括太阳能电池板、液晶显示屏、玻璃和金属等。
不同材料的选择和准备可能需要根据具体的工艺要求进行优化。