空气过滤用驻极体纤维材料研究进展

驻极体纤维过滤材料是口罩、空气净化器、暖通空调系统过滤器等空气过滤产品的核心滤层材料,驻极纤维滤材可利用纤维与气溶胶颗粒间的静电力捕集气溶胶颗粒,表现出高效低阻过滤性能。文中介绍了驻极过滤材料的静电吸附机理、电荷表征方法,分析了驻极原料、驻极工艺和存放环境等影响驻极过滤材料电荷稳定性的因素,从构建复合膜结构、添加纳米颗粒两方面阐述了提升驻极材料带电能力和电荷稳定性的研究现状,最后提出了驻极体纤维过滤材料目前存在的问题及未来发展方向。     

聚丙烯驻极体在充电期间和充电后电荷在体内的输运

通过正负常温和高温电晕充电和常溫充电后不同温度下热老化后的热刺激放电(TSD)电流谱的测量,研究了聚丙烯(PP)突出的驻极性能及其电荷的贮存稳定性问题。利用热脉冲技术确定不同温度下注极后电荷重心的迁移规律,分析了脱阱电荷在体内的输运模式,显示出脱阱电荷在聚丙烯驻极体内的输运具有快捕获效应.     

异丙醇处理对熔喷聚丙烯驻极体空气净化材料性能和结构的影响

本文通过测试过滤效率和阻力、热刺激放电谱、X射线衍射谱以及扫描电镜观测,研究了异丙醇浸泡和熏蒸对材料驻极体性能及微观结构的影响。结果表明,异丙醇浸泡与熏蒸都可以使材料中的电荷完全消失,但不会影响材料的晶相结构。浸泡后材料的剩余过滤效率比熏蒸后的高。浸泡与熏蒸对材料过滤阻力的影响不大。     

溶剂溶胀对聚丙烯熔喷非织造布过滤性能的影响

通过跟踪测试表面电位和过滤效率,研究了聚丙烯熔喷非织造布驻极体空气过滤材料经不同溶剂浸泡后过滤性能的变化及其与驻极体电场的相关性.结果表明:聚丙烯熔喷非织造布的高过滤效率主要源于驻极体电场产生的静电效应,而过滤阻力的大小则由其本身的结构所决定;驻极体电场的稳定性依赖于溶剂的溶胀作用.根据Flory-Huggins的溶剂溶胀理论探讨了溶剂浸泡对材料电荷存储能力和过滤效率的影响规律.     

熔喷聚丙烯驻极体空气过滤材料对不同气溶胶的过滤性能及过滤机理研究

测定了熔喷聚丙烯驻极体空气过滤材料对离子型(KCl)、极性非离子型(DEHS)两种不同实验气溶胶粒子的过滤性能,研究了粒子的粒径、荷电特性及流动速率对过滤性能的影响,分析了惯性效应、扩散效应和静电效应对粒子捕获能力的贡献。结果表明,熔喷聚丙烯驻极体空气过滤材料对不同气溶胶粒子的捕获能力差别较大,对KCl气溶胶的捕获能力要优于DEHS气溶胶,其原因与驻极体空气过滤材料所具有的特殊的静电效应有关。KCl用作实验气溶胶时,不出现MPPS(最易透过粒径)现象,过滤机理以静电效应为主;DEHS用作实验气溶胶时,MPPS值在0.08μm附近,小于经典单纤维过滤值0.3μm,过滤机理以惯性效应、扩散效应为主,以静电效应为辅。     

铁电驻极体空气耦合声换能器的研制

基于多孔聚丙烯铁电驻极体薄膜系统研制了平面型和球型聚焦空气耦合超声波换能器。平面型换能器孔径为20mm,两个球型聚焦换能器的孔径和焦距分别为20mm和35mm、30mm和40mm。使用激光干涉仪测得了三个换能器作为发射器工作时的带宽和谐振频率,并且将在脉冲回波模式下测得的换能器作为接收机工作时的响应与激光干涉仪测试结果进行比较。最后选择孔径为20mm的球型聚焦换能器,在脉冲回波模式下对不同直径孔的聚乙烯阶梯楔进行扫描成像。     

聚合物驻极体气体和空气滤材在环境净化工程中的应用研究与进展

综述了用于环境净化工程中的聚合物驻极体空气（气体）过滤器的滤材的基本性质,并讨论了它们的应用现状和发展。     

用作Si基微型传声器中驻极体层的电荷寿命及其表面电导

通过对化学表面修正前后的氮氧化硅复合膜的表面电导率的测量和电荷横向扩散效应的考察,讨论了化学表面修正工艺对样品中电荷横向扩散的抑止作用.借助与未经平面工艺处理的氮氧化硅复合膜大片的对比,研究了这类驻极体功能膜的微型化对其电荷寿命的影响.     

乙烯/四氟乙烯共聚物薄膜驻极体的电荷储存稳定性

研究了经栅控恒压电晕充电的乙烯／四氟乙烯共聚物（ETFE）驻极体的电荷稳定性,并将其与几种重要的驻极体材料的储电性能进行了比较。结果显示,ETFE薄膜驻极体具有优良的电荷储存稳定性,负极性ETFE的电荷稳定性明显优于正极性样品。热处理工艺能明显改善ETFE驻极体的电荷储存寿命。本文还估算出两种极性ETFE驻极体的陷阱能级的活化能,阐明脱阱电荷的输运特性。     

纳米SiO_2驻极体/聚乳酸复合熔喷非织造材料的制备及性能

采用纳米SiO_2为驻极体,经过表面改性与聚乳酸(PLA)复合,利用双螺杆挤出机制备了纳米SiO_2/PLA复合熔喷切片,并通过工业级熔喷生产线试制了纳米SiO_2/PLA复合熔喷非织造材料。利用FTIR分析了纳米SiO_2的表面改性效果,利用DSC分析了纳米SiO_2/PLA复合熔喷切片在熔喷快速冷却条件下的结晶性能,利用滤料综合性能测试台和SEM研究了纳米SiO_2/PLA复合熔喷非织造材料的过滤性能及微观形貌,最后采用质量损失法评估了纳米SiO_2/PLA复合熔喷非织造材料的降解性能。研究结果表明:经表面改性处理,纳米SiO_2表面附上了有机活性基团;在100℃/min的冷却条件下纯PLA的结晶分数较低,纳米SiO_2驻极体的加入有助于PLA的结晶;少量纳米SiO_2驻极体的添加可显著提高PLA复合熔喷非织造材料的过滤效率,其中质量分数0.75%的纳米SiO_2添加量可使过滤效率达到99.69%,接近商用高效空气过滤器(HEPA)级聚丙烯(PP)过滤效率;在中性水解环境下,纳米SiO_2/PLA复合熔喷非织造材料具备可降解性能,经8个月质量降解至79.57%。     

非织造驻极体电荷稳定性及驻极方法研究现状

针对当前国产口罩因芯层聚丙烯熔喷非织造材料带电稳定性差,而导致长期储存后过滤防护效果明显下降这一共性难题,结合驻极电荷稳定性,介绍了电晕放电和摩擦起电驻极工艺技术在纤维材料领域的研究现状和存在问题,进一步对3M公司在口罩用熔喷非织造材料方面的专利进行了剖析,指出摩擦起电等驻极工艺技术是实现口罩长期储存带电和过滤效率持久...     

化学表面处理对微型化的氮氧化硅驻极体层电荷储存性能的影响

研究了化学表面处理对微型化的氮氧化硅膜电荷稳定性的影响,考察了表面处理对脱阱面电荷横向扩散的抑止作用。借助对微型化前后的样品在高温和高湿环境中的表面电位衰减测量的对比,研究了不同试剂的表面处理对微型化样品的电荷储存及其动态特性的影响。     

制备参数对聚醚砜/非织造布复合膜空气过滤性能的影响

聚醚砜(PES)是一种综合性能优良的聚合物成膜材料,熔喷非织造布具有良好的过滤效能并广泛应用于空气的过滤.聚醚砜/非织造布复合膜是以PES膜材、致孔剂聚乙烯吡络烷酮(PVP)和溶剂N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)作为铸膜液并涂覆在熔喷非织造布上,然后转移至凝固浴中成膜.通过控制铸膜液组分的不同比例、凝固浴温度和第一凝固...     

驻极体-增塑剂复合改性聚乳酸熔喷非织造材料的制备及性能

分别采用无机纳米SiO₂或一种商用有机助剂（O-electret）作为驻极体改性剂,并通过引入环氧大豆油（ESO）和聚乙二醇（PEG）作为增塑剂对聚乳酸（PLA）进行了复合改性,在传统工业熔喷生产线上制备了具有可生物降解特性的驻极体-增塑剂/PLA熔喷非织造复合材料。利用转矩流变仪和熔融指数仪测试了复合改性PLA切片的流动性,发现加入ESO和PEG能使熔融指数提高到110 g/10 min。利用DMA测试了驻极体-增塑剂/PLA熔喷非织造复合材料的力学性能,发现采用增塑剂改性后能显著提高材料的拉伸强度和塑性。利用滤料综合性能测试台测试了的驻极体-增塑剂/PLA熔喷非织造复合材料的过滤性能,结果显示,驻极改性能够使其过滤PM2.5的效率提高至86%及以上。利用SEM研究了驻极体-增塑剂/PLA熔喷非织造复合材料表面的微观形貌,结果表明,采用驻极体改性后,细纤维的比例显著增加;采用增塑剂改性使纤维更细更长,纤维间交错更加复杂。      

驻极体材料在医学上的应用

医学上应用的驻极体材料,有聚四氟乙烯(PTFE)、聚丙烯(PP)等有机驻极体,还有氧化钽(Ta_2O_5)等无机驻极体。驻极体在促进骨折愈合、改善皮肤微循环、治疗冻疮和烫伤等方面有良好的作用。Teflon可用于牙科填料、人二心脏瓣膜和动脉外科手术。驻极体材料制成的空气过滤器能用来净化空气,甚至给空气消毒。     

温度和湿度对聚四氟乙烯多孔驻极体膜压电活性稳定性的影响

研究了具有开放性孔洞的聚四氟乙烯(voided polytetrafluoroethylene,PTFE)多孔膜和PP蜂窝膜(polypropylene cellular)的驻极体行为和压电活性的温度效应。研究结果指出：和PP蜂窝膜驻极体相比．PTFE多孔膜驻极体呈现出突出的电荷储存和压电活性的温度稳定性;研究了这类稳定性的驻极体和材料的结构根源。PTFE多孔薄膜驻板体这种压电活性的温度稳定性主要依赖于这类驻极体材料电荷储存及材料的本征性能(如力学性质等)的温度稳定性。实验结果还说明：PTFE多孔膜突出的压电系数温度稳定性使它大大扩展了以包括PP在内的空间电荷型多孔膜研制的压电功能元器件的耐温要求。本文还讨论了环境因素(如相对湿度)对这类功能膜压电活性的影响,分析了环境湿度对压电活性影响的结构根源。     

氟化乙丙烯共聚物薄膜驻极体电荷存储性能与电晕产生模式相关性

采用在直流稳态、高频脉冲和交变电场作用下的电晕放电对氟化乙丙烯共聚物(FEP)薄膜材料进行注极,通过等温表面电位测量和热刺激放电技术考察了FEP驻极体的电荷存储特性,依据电晕放电等离子体鞘层模型对实验结果进行了分析,研究了电晕产生模式对FEP薄膜驻极体电荷存储性能的影响。结果表明,电晕注极FEP薄膜驻极体的表面电位稳定性与电晕产生模式、电晕极性有关,但是电荷存储机制只与电晕极性有关。脉冲电晕注极时的稳定性优于稳态电晕注极,但其初始表面电位值较低。交变电场电晕注极获得的驻极体,呈现负极性。不同电晕放电模式在材料表面形成的等离子体鞘层的组成和厚度不同,是FEP驻极体性质不同的主要原因。     

碳纳米管膜在空气净化领域的研究进展

系统介绍了碳纳米管膜的研究现状,分析了采用化学气相沉积法实现碳纳米管在直径、长度上可控制备的关键因素,探讨了不同类型碳纳米管膜的制备方法,总结了膜在超细颗粒物过滤、油烟分离、微生物去除、有害气体降解等空气净化方面的应用,展示了碳纳米管基膜在多功能空气净化中的应用前景.最后探讨了碳纳米管膜目前研究存在的问题,并对未来发展方向进行了展望.     

用于微机电系统的SiO2/Si3N4驻极体的制备及电荷稳定性

驻极体微型发电机是近期提出的微电子机械系统开发中的一个新领域,驻极体电荷稳定性则是影响驻极体微型发电机性能的关键.用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)方法制备SiO2/ Si3N4双层膜,采用电晕充电和热极化方法对材料进行注极形成驻极体,探讨了器件加工工艺及存储环境对双层膜驻极体电荷稳定性的影响.结果表明,电晕充电后SiO2/ Si3N4双层膜的电荷存储稳定性明显优于SiO2单层膜;传统的电晕注极方法仅适用于大面积驻极体的制备,但对微米量级的材料表面不适用;微器件制备的工艺流程对驻极体电荷稳定性有显著影响,但存储环境对热极化驻极体电荷稳定性的影响很小.