静电驻极mTiO2@PVDF电纺膜用于空气过滤

采用硅烷偶联剂KH570对TiO_2纳米颗粒进行改性并掺杂到PVDF溶液中,通过静电纺丝工艺制备出改性TiO_2掺杂PVDF(mTiO_2@PVDF)电纺膜,再对mTiO_2@PVDF电纺膜进行静电驻极处理。通过粒径测试、红外光谱分析、紫外-可见光吸收光谱分析等表征TiO_2纳米颗粒的改性效果,并对静电驻极处理后的mTiO_2@PVDF电纺膜的表面形貌与结构、孔径分布、透气性能、拉伸性能、驻极性能、拒水性能和过滤性能等进行测试。结果表明:mTiO_2纳米颗粒掺杂量为5.0%(质量分数)时,mTiO_2@PVDF电纺膜的综合性能最佳,水接触角为122.3°,表面电势达到-9.0 kV左右,过滤效率为98.627%;当mTiO_2@PVDF电纺膜的面密度为2.2 g/m~2时,其过滤性能最佳,过滤效率为98.799%,过滤阻力为90 Pa。该结果显示静电纺丝技术结合静电驻极技术可获得高效低阻的纳米纤维过滤材料。     

GO/PI复合纳米纤维的制备及其过滤性能研究

为制备高过滤效率、低过滤阻力的空气过滤材料,将氧化石墨烯纳米颗粒(GO)掺杂到聚酰亚胺(PI)纺丝溶液中,制备氧化石墨烯/聚酰亚胺(GO/PI)复合纳米纤维过滤材料。通过观察其形貌、过滤性能来确定最优纺丝工艺参数。结果表明:当PI质量分数为30%,GO质量分数为1%,纺丝电压为25 kV,接收距离为20 cm时,复合纳米薄膜的纤维形貌较好,过滤性能优良。与PI纯组分纳米纤维过滤材料相比,GO/PI复合纳米纤维过滤材料的过滤性能更好,制得GO/PI复合纳米纤维膜的平均孔径为1.8μm,过滤效率为99.68%,过滤阻力仅为85.35 Pa。     

静电纺纳米PVDF/熔喷PLA复合材料的驻极及过滤性能研究

通过静电纺丝方法制备纳米聚偏四氟乙烯(PVDF)/熔喷聚乳酸(PLA)复合材料,再采用外置式电晕放电法对纳米PVDF/熔喷PLA复合材料进行驻极处理.对驻极前后的纳米PVDF/熔喷PLA复合材料的表面静电位、过滤效率及过滤阻力等进行测试,并研究相对湿度对驻极纳米PVDF/熔喷PLA复合材料表面静电位稳定性的影响.结果 表明:随着电晕放电时间的增加,纳米PVDF/熔喷PLA复合材料表面静电位先逐渐增加后又呈下降的趋势.驻极处理后复合材料的过滤效率显著提高,过滤阻力变化不显著.驻极复合材料表面静电荷在较高相对湿度环境中的衰减速度高于在较低相对湿度环境中.驻极纳米PVDF/熔喷PLA复合材料在各种相对湿度环境中存储30 d后,其过滤效率仍高于未驻极的复合材料.     

高过滤性能石墨烯复合纳米纤维膜的制备及性能

将石墨烯(GR)纳米颗粒掺杂到聚丙烯腈(PAN)纺丝溶液中,利用静电纺丝技术制备石墨烯/聚丙烯腈(GR/PAN)复合纳米纤维膜。研究PAN质量分数、GR用量、纺丝电压及接收距离对GR/PAN复合纳米纤维膜形貌和过滤性能的影响,发现最优纺丝工艺参数为PAN质量分数14.0%、GR用量1.5%、纺丝电压26 kV、接收距离14 cm、注射速度1 mL/h。此最优纺丝工艺参数制备的GR/PAN复合纳米纤维膜的过滤效率为98.86%,过滤阻力为110.30 Pa。     

熔喷聚乳酸/聚偏氟乙烯电晕驻极空气过滤材料电荷存储与过滤性能相关性研究

针对空气颗粒物污染问题,为实现对空气中PM_2.5以及其它有害颗粒物的高效过滤,从而达到保护人体生命健康的目的,将介电性与极性良好的聚偏氟乙烯(PVDF)与生物可降解的聚乳酸(PLA)熔融共混,并经过熔喷纺丝工艺结合电晕驻极,制备出具有纤维直径细、孔径小、过滤效率高、过滤阻力低的环境友好型驻极体空气过滤材料。通过系统研究PVDF对PLA电晕驻极体空气过滤材料的结晶行为、电荷存储性能及其机制与过滤性能之间的关系,发现PVDF的引入对PLA/PVDF熔喷非织造布纤维的结晶性能具有重要影响,可使PLA结晶速度加快,结晶度增加。PLA/PVDF电晕驻极熔喷布的初始表面静电势高达3 kV以上,热刺激放电测试峰值更高,电荷存储量有明显提升。特别地,在85 L/min纺丝流速下测试,PLA/PVDF单层电晕驻极熔喷非织造布过滤性可达85%,过滤阻力小于40 Pa,相较于未添加PVDF的电晕驻极熔喷非织造布过滤效率提升20%以上;探讨了电晕驻极后PLA/PVDF熔喷非织造布的电荷存储机制,发现PLA/PVDF熔喷非织造布的电荷存储性能提升最终使过滤性能提高。     

聚偏氟乙烯/铌酸锂复合驻极纳米纤维膜的制备及其空气过滤性能

通过水热法制备出铌酸锂(LiNbO_3,简称LN)纳米粒子,并将其作为驻极粒子加入到聚偏氟乙烯(PVDF)纺丝溶液中,通过静电纺丝工艺制成聚偏氟乙烯/铌酸锂(PVDF/LN)复合纳米纤维。通过过滤性能测试发现,与纯PVDF纳米纤维相比,LN纳米粒子的存在极大地提高了复合纳米纤维膜的过滤效率,质量分数为1%的PVDF/LN纤维膜过滤效率最佳可达99.98%,阻力压降为84.28 Pa。     

活性碳纳米纤维基复合过滤材料的制备及其空气过滤性能表征

以苯酚和甲醛为原料合成热固性酚醛树脂,使用六针头静电纺丝设备在最佳纺丝参数条件下纺制均匀的酚醛纳米纤维电纺膜,经碳化、活化处理后获得酚醛基活性碳纳米纤维膜.测试结果表明:在1000℃下碳化处理2h,再在800℃下使用KOH为活化剂活化处理90 min,可得到比表面积为1673 m2/g的酚醛基活性碳纳米纤维膜.该膜以微孔为主,平均孔径为2.02 nm,总孔容为0.832 cm3/g,产率为37.9％.所制聚酰亚胺(PI)电纺膜/酚醛基活性碳纳米纤维膜/玻璃纤维针刺毡复合材料的过滤效率大多为99.5％ ～ 99.9％,过滤阻力为117～176 Pa,满足国标对高温气体过滤材料的要求,具有过滤高温气体的潜能,能在有效过滤PM2.5颗粒的同时吸附有害气体.     

摩擦驻极对聚四氟乙烯纤维非织造布过滤性能的影响

为研究聚四氟乙烯(PTFE)纤维在加工过程中的摩擦效应所产生的静电荷对非织造材料过滤效率的影响机制,制备高效低阻的非织造过滤材料。选取PTFE纤维为原料,经过短纤维梳理、针刺复合制备了不同面密度的PTFE纤维针刺非织造布,测试了摩擦驻极后0~40 d内非织造布的表面静电势以及过滤性能,并分析了针刺非织造布的电荷存储稳定性。结果表明:经过梳理、针刺加工的PTFE纤维非织造布具有很高的过滤效率和较低的过滤阻力;面密度越大,非织造布的表面电势越大,过滤效率越高,面密度为220 g/m2的PTFE纤维摩擦驻极过滤材料对0.26μm颗粒物的过滤效率可达99%以上,并且静电衰减周期较长;水浸泡对静电衰减的影响较小。     

GO掺杂PVDF纳米纤维的制备及应用

静电纺纳米纤维具有比表面积大、纤维直径细、孔隙率高等优点,广泛应用于空气过滤、防水透湿等领域。采用静电纺丝技术,通过在聚偏氟乙烯(PVDF)中掺杂不同质量分数的氧化石墨烯(GO)来制备PVDF/GO复合纳米纤维,并利用扫描电镜对复合纳米纤维膜的形貌结构进行表征测试。结果显示:当纺丝电压为15 kV时, PVDF纳米纤维形貌较为规整,纤维粗细分布均匀,平均直径为537.61 nm;在PVDF机制中掺杂0.2%GO时,出现了较多的超细纳米纤维,粗细纤维分布较为明显;当纳米纤维膜具有一定厚度时,显示了较好的过滤效率,其过滤效率和过滤阻力分别为99.84%和44.38 Pa。由此可见,所制备的GO掺杂PVDF纳米纤维在空气过滤领域有较大的应用前景。     

纳米二醋酸纤维制备工艺及过滤性能研究

以环境友好型复配液(乙酸和水的混合溶液,二者体积比3∶1)作为溶剂,通过静电纺丝技术制备二醋酸纳米纤维膜。探讨二醋酸质量分数、纺丝电压、纺丝速度等主要工艺参数对纤维直径和表面形态的影响,并对纳米二醋酸纤维膜与常规水刺二醋酸非织造织物所构成的复合滤料的过滤性能进行测试与分析。试验结果表明:当二醋酸质量分数为13%、纺丝电压为20 kV、纺丝速度为0.5 mL/h时,能获得形态较好的纤维及无纺膜;复合滤料对于粒径为2μm的颗粒的过滤效率达到99.84%,过滤阻力为118 Pa,成功制备了高效低阻的环保型过滤材料。