聚丙烯腈静电纺/聚丙烯熔喷复合材料的制备及过滤性能研究

以聚丙烯腈(PAN)为原料,N,N-二甲基甲酰胺为溶剂制备纺丝液并进行静电纺丝,用熔喷聚丙烯(PP)非织造材料为基材接收静电纺PAN纳米纤维膜,制备PAN静电纺/PP熔喷复合材料。研究了静电纺丝工艺参数对纤维直径及均匀度的影响,优化了静电纺丝工艺,在此基础上改变纺丝时间控制熔喷非织造材料表面复合的静电纺纳米纤维含量,通过AFC-131滤料性能测试系统测试了PAN静电纺/PP熔喷复合材料的空气过滤性能。结果表明,在熔喷非织造材料喷覆静电纺PAN纳米纤维膜后,过滤效率明显提高,颗粒越小,过滤效率提高越多,且随喷覆时间的增加,过滤效率提高,滤阻增加,但滤阻增加值小于过滤效率增加值,综合考虑在纺丝时间为10min时,可以制备高效低阻的PAN静电纺/PP熔喷复合非织造过滤材料。     

静电纺/针刺复合材料的制备及其过滤性能研究

以聚丙烯腈(PAN)为原料,通过静电纺丝制备PAN纳米纤维并沉积在聚丙烯(PP)针刺非织造材料的表面,制备成静电纺/针刺复合过滤材料。对复合过滤材料结构、纤维直径及过滤性能进行测试。结果表明:当PAN纺丝液质量分数为12%,纺丝电压15 kV,接收距离6.1 cm,溶液流速1 mL/h,接收时间1 h时,复合过滤材料的过滤效率可达到95.57%,而呼吸阻力仅为3.8 mm H_2O,可用于制备高效低阻空气过滤材料。     

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。     

PAN/SiO2复合纳米纤维滤膜的制备及性能分析

文章采用静电纺丝技术,以二氧化硅(SiO_2)作为驻极体,制备了不同的PAN/SiO_2复合驻极纳米纤维膜,并对其微观结构、透气性能和过滤性能等进行了分析。结果发现:与纯PAN纳米纤维滤膜相比,PAN/SiO_2纳米纤维的直径和表面水接触角都呈现增加的趋势。随着SiO_2质量分数的增加,PAN/SiO_2纳米纤维滤膜的透气率先减小后增加,过滤效率和阻力压降先增加后减小。当SiO_2的质量分数为0.5%,纺丝时间为30 min,制备的PAN/SiO_2复合纳米纤维滤膜的品质因子最高为0.087 15 Pa-1,此时滤膜的透气率为65 mm/s,过滤效率为99.95%,阻力压降为87.22 Pa,过滤性能最优,可开发高效低阻的空气过滤材料。     

全新风系统用复合空气过滤材料的制备及性能

为研发全新风系统用纳米纤维复合空气过滤材料,参照标准搭建过滤性能测试装置,对丙纶针刺和熔喷过滤材料的基本性能进行测试,优选出一种丙纶针刺过滤材料作为复合空气过滤材料的基布;利用正交试验设计法制定9种试验方案,将聚酰胺6(PA 6)纳米纤维膜沉积在优选的基布上制备复合过滤材料;对复合过滤材料的基本性能进行测试,并采用灰色聚类法对其过滤性能进行综合评价,考察优选出的复合过滤材料的实际应用效果。结果表明:丙纶针刺过滤材料与PA 6纳米纤维膜复合后,材料的过滤性能明显得到改善;制备PA 6纳米纤维膜的最优工艺参数为PA 6质量分数21%、纺丝电压16 kV、注射速度1 mL/h和接收距离18 cm。PA 6纳米纤维复合空气过滤材料可显著提高全新风系统的过滤性能。研究结果可为研发全新风系统用复合过滤材料提供技术参考。     

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。     

静电纺纳米氧化铜抗菌复合非织造布的制备及其性能北大核心CSCD

针对聚丙烯(PP)熔喷非织造布抗菌性能不足的问题,本文以PP熔喷非织造布为静电纺丝装置的接受基布、CuO-NPs为抗菌材料,制备具有高效抗菌性能的聚丙烯/聚丙烯腈/纳米氧化铜(PP/PAN/CuO-NPs)复合非织造布。研究了CuO-NPs质量分数与静电纺丝时间对复合非织造布抗菌等性能的影响。结果表明:当纺丝时间为1 h、CuO-NPs质量分数在0.3%~0.9%时,复合非织造布对E.coli和S.aureus的抑菌率均>99.99%。纺丝时间为1 h,随着CuO-NPs质量分数增大,复合非织造布纤维直径增大、直径分布均匀性降低、疏水性能下降。CuO-NPs质量分数不变,随着纺丝时间增加,复合非织造布的过滤效率提升,透气性却下降。纺丝时间相同,复合非织造布的过滤效率随着CuO-NPs质量分数增大而增大;CuO-NPs质量分数增大时,复合非织造布的透气性在较短纺丝时间(0.5~1 h)内先下降后提升,在较长纺丝时间(1.5~2.5 h)内显著下降。此外,CuO-NPs的加入不会改变PAN纳米纤维膜的化学结构。静电纺纳米纤维膜与PP基布的复合可以制备高效过滤和抑菌的医用防疫纺织品。     

高效低阻聚丙烯腈/石墨烯纳米纤维膜的制备及其抗菌性能

为了提高聚丙烯腈（PNA）基材料的过滤性能,采用静电纺丝的方法制备了含有不同质量分数石墨烯的PNA /石墨烯纳米纤维复合材料。并对复合材料的过滤效果及抗菌性能进行研究,探讨气流量及孔径分布对过滤效果的影响。研究结果表明：当氧化石墨烯（GO）的质量分数为0.3%时,纺制的纤维平均直径为103nm,复合膜的过滤性能最好;纳米复合材料的过滤效率随气流量的增加而减小,孔径尺寸分布在1.3 ~ 1.7μｍ 之间时最有利于过滤效率的提高;当GO和还原性氧化石墨烯（rGO）质量分数均为0.3%时,PAN /GO 纳米复合材料比PAN/rGO 纳米复合材料的过滤性能好,PAN / GO 和PAN/rGO 纳米复合材料对大肠杆菌的抑菌率分别为32.4%和40.5%,对金黄色葡萄球菌的抑菌率分别为45.8%和56.7%。     

聚乙烯醇电纺膜/PP纺黏布复合过滤材料的制备

利用静电纺丝技术制备聚乙烯醇/淀粉(PVA/SS)纳米纤维膜,再将其与PP纺黏布复合。通过SEM和FTIR表征纤维表面形貌和分子结构,探究PVA/SS纳米纤维膜的最优纺丝工艺参数,并测试PVA/SS纳米纤维膜的抗水解性能及PVA/SS/PP复合膜的过滤性能。结果表明,当纺丝液质量分数为11%、PVA/SS质量比为3∶1、纺丝电压为30 kV、喂液速率为0.8 mL/h、接收距离为19 cm时,纤维表面形貌最优,经160℃热处理的PVA/SS纳米纤维膜的抗水解性能优异。采用最优工艺参数纺制的PVA/SS纳米纤维膜的孔径分布在378.00～742.00 nm,平均孔径为689.00 nm。PVA/SS/PP复合膜对直径大于0.3μm的细微颗粒的过滤效率最高可达到99.363%,过滤阻力为137 Pa,低于相关国家标准的规定。     

静电纺PAN/竹炭粉纳米纤维膜及其过滤性能

利用静电纺丝技术制备PAN/竹炭粉纳米纤维膜,探讨了竹炭粉含量对纳米纤维膜微观形貌与纤维直径的影响,以及复合纳米纤维膜的过滤性能。研究结果表明:在相同工艺参数条件下,加入质量分数为2.0%的竹炭粉时,所得纳米纤维膜中纤维的直径较小(397.26nm),且纤维直径分布均匀。以纯PAN纳米纤维膜+PAN/竹炭粉纳米纤维膜+纯PAN纳米纤维膜结构作为芯层,聚丙烯(PP)非织造布作为外层制成的过滤材料,其流量大、阻力低,过滤效率高达99.85%。     

静电纺PAN纤维膜的制备及其过滤性能研究

静电纺丝滤膜具有良好的过滤性能,但是要纺制具有可控性的过滤材料,需了解纺丝参数及溶液性能与过滤性能之间的关系。首先,利用静电纺丝法制备了静电纺PAN纳米纤维膜,研究纺丝时间和纺丝液浓度对纤维膜结构和过滤性能的影响。通过扫描电子显微镜和自动滤料检测仪对PAN纳米纤维膜的形貌、过滤效率和滤阻进行了测试分析。之后研究了溶液放置时间对滤膜过滤性能的影响。研究结果表明:随纺丝时间的延长,纤维的直径变化不大,过滤效率和滤阻增加;随着纺丝液浓度的增加,纤维的直径变大,过滤效率和滤阻先增加后降低;纺丝液质量分数为10%时,滤阻较小,过滤效率高;溶液放置一定时间后,制得纤维的直径变粗,不同纺丝时间、纺丝液浓度条件下的滤膜过滤效率、滤阻均下降。     

氧化石墨烯/聚偏二氟乙烯复合纤维过滤膜的制备及其过滤性能

为得到高过滤效率、低过滤阻力的空气过滤材料,将氧化石墨烯掺入以聚偏二氟乙烯(PVDF)为基体,N,N-二甲基甲酰胺与丙酮为混合溶剂的纺丝液中,利用静电纺丝技术制备高性能氧化石墨烯/PVDF复合纤维过滤膜。研究不同聚偏二氟乙烯质量分数、氧化石墨烯质量分数、静电纺丝电压、接收距离等参数对复合纳米纤维过滤膜外观形态、过滤效率、过滤阻力的影响。结果表明:聚偏二氟乙烯质量分数为16%,氧化石墨烯质量分数为1.0%,静电纺丝电压为29.0 kV,接收距离为16 cm时,制备的复合纤维过滤膜形貌较好,纤维连续且均匀,过滤效率为99.99%,过滤阻力为11.53 Pa/μm,具有良好的过滤性能。     

水溶性聚合物PVA纳米纤维基PM2.5过滤材料研究

利用多针头静电纺丝技术制备水溶性聚合物PVA纳米纤维基PM_(2.5)过滤材料,基于单因素试验及正交试验探究最佳纺丝工艺,测试其抗水解性能、红外光谱、孔径分布及过滤性能。结果表明:最佳纺丝工艺为纺丝液质量分数10%、纺丝电压30 kV、喂液速率1.0 mL/h,所得纳米纤维形貌最佳,纤维平均直径为116.99 nm、纤维直径CV值为15.09%。抗水解性能及红外光谱测试表明,与GA交联后再进行热处理能有效改善PVA的水解性。孔径分布及过滤性能测试表明,水溶性聚合物PVA纳米纤维基PM_(2.5)过滤材料是优秀的空气过滤材料,由PP纺黏布、水溶性聚合物PVA纳米纤维基PM_(2.5)过滤材料、PP纺黏布组合形成的复合过滤材料,对直径在0.3μm及以上的颗粒的过滤效率超过99%且过滤阻力仅为90 Pa,完全符合相关国家标准。     

聚丙烯腈/银复合纳米纤维高效滤膜的制备及其长效性能

为实现高效低阻的过滤效果，将具有抗菌性能的纳米银颗粒掺杂在聚丙烯腈(PAN)溶液中，利用静电纺丝技术制备了PAN/Ag复合纳米纤维膜，对其微观结构进行观察，测试了纳米纤维膜的透气性能、透湿性能、润湿性能和过滤性能。结果表明：在纳米银质量分数为0.9%,纺丝时间为30 min时，PAN/Ag复合纳米纤维膜的过滤效率达到99.38%,阻力压降为43.12 Pa,品质因子达到最高0.117 9 Pa^-1,透气率为539.1 mm/s,水接触角为112.5°,具有较好的透湿率；将PAN/Ag复合纳米纤维膜静置365 d后安装在空调滤芯上，还可保持有优良的过滤性能。本文研究拓宽了纳米空气滤材在实际生活中的应用范围，有望在精准过滤领域实现应用。     

石墨烯/聚偏氟乙烯纳米纤维的制备

为深入了解石墨烯/聚偏氟乙烯(PVDF)纤维的形态结构、力学性能和制备条件,通过静电纺丝技术制备了石墨烯/PVDF复合纳米纤维。对静电纺纳米纤维的表面微观形貌和力学性能进行了表征,研究了PVDF质量浓度、静电纺电压、接收距离、石墨烯的加入量等参数对复合纤维制备的影响。结果表明:石墨烯以3种形式存在于纳米纤维之中;当加入石墨烯(GE300)质量分数为1%时,所得到的静电纺纳米纤维拉伸强度为3.22 MPa;对比纯PVDF材料,其拉伸强度增加了49.1%;当PVDF质量分数为26%,静电纺电压为20 k V,接收距离为20 cm时,静电纺过程稳定,可得到直径均匀的石墨烯/PVDF纳米纤维。     

静电纺PAN纳米纤维多孔膜的微观结构与过滤性能

将不同质量分数的聚丙烯腈( PAN)纺丝液进行静电纺丝,制备了PAN纳米纤维多孔膜,并对静电纺PAN纳米纤维膜的形貌、纤维直径、孔隙率和比表面积、力学性能以及过滤性能进行表征和测试.结果表明,随着PAN质量分数的增加,纤维的平均直径明显增加;对应的静电纺多孔纤维膜的孔隙率和比表面积都减小、过滤效率降低.其中,由PAN质...     

静电纺PAN纳米纤维膜过滤性能研究

为了得到高过滤性能、低压降的纳米纤维过滤材料,研究不同质量分数的聚丙烯腈(PAN)纺丝液在不同纺丝参数下制备的纳米纤维膜,并对其形貌、结构、孔径及过滤性能进行了表征。结果表明,随着PAN质量分数的增大,静电纺丝得到的纳米纤维直径增大,纤维膜平均孔径增大,过滤效率先增大后减小。随着施加电压的增大,制备的纳米纤维直径变小,纤维膜平均孔径减小,过滤效率增大。随着注射速度的增大,制备的纳米纤维直径变化不大,纤维孔径更均匀,过滤效率得到提升。研究得到最佳的静电纺丝参数为:PAN质量分数18%,施加电压18 k V,注射速度1.5 m L/h。     

聚丙烯腈/BaTiO3复合纳米纤维过滤膜的制备及其性能

为制备高效低阻的纳米纤维过滤膜,将无机驻极体BaTiO₃纳米颗粒加入聚丙烯腈(PAN)溶液中,利用静电纺丝方法制备PAN/BaTiO₃复合纳米纤维过滤膜,对其表面形貌、化学结构、水接触角、力学性能和过滤性能进行分析。结果表明:PAN/BaTiO₃纳米纤维的直径比纯PAN纳米纤维略有降低,且BaTiO₃纳米颗粒均匀地分散在纤维内部;与纯PAN纳米纤维膜相比,PAN/BaTiO₃复合纳米纤维过滤膜的水接触角更大,抗污染能力更强,拉伸强度最高增加了75.5%;当BaTiO₃质量分数为0.75%时,PAN/BaTiO₃复合纳米纤维过滤膜的过滤效率为98.9%,阻力压降为42.7 Pa, 品质因子为0.105 6,其中静电吸附作用占总过滤效果的36.2%,该纤维膜过滤性能最好,且具有一定的循环使用性能。     

静电纺聚己内酯纳米纤维复合滤膜的制备及性能

通过静电纺丝方法制备不同质量分数的聚己内酯(PCL)纳米纤维,开发高效低阻的纳米纤维复合滤膜。利用扫描电镜(SEM)、透气性测试仪和自动滤料测试仪测试纳米纤维复合滤膜的微观结构、透气性能和过滤性能。结果表明,溶液质量分数和纺丝时间对纳米纤维滤膜的透气性和过滤性均有影响。随着纺丝时间的增大,纳米纤维滤膜的厚度增大,其透气率降低,但过滤效率和阻力压降都呈现增大趋势;随着溶液质量分数的增大,纳米纤维滤膜的透气率先减小后增大,而过滤效率和阻力压降却呈现先增大后减小的趋势。质量分数为14%的PCL溶液纺制10min得到的滤膜和12%的溶液纺制20min得到的滤膜高效低阻,适合作为空气过滤材料。     

PAN/TiO2抗菌复合纳米纤维的制备及性能研究

利用静电纺丝方法制备了聚丙烯腈/二氧化钛(PAN/TiO_2)抗菌复合纳米纤维,并测试分析了纳米纤维的微观结构和抗菌性能等。结果发现TiO_2的加入有效地减小了PAN/TiO_2复合纳米纤维的直径;当TiO_2的质量分数是0.5%时,PAN/TiO_2纳米纤维膜的拉伸强力最大为71.14 cN。抗菌性能定性测试显示PAN/TiO_2复合纳米纤维没有抑菌圈;但抗菌性能定量分析表明,PAN/TiO_2复合纳米纤维对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率都达到了90%以上,且随着Ti O2质量分数的增加,对金黄色葡萄球菌的抑菌率相应提高,但对大肠杆菌的抑菌率先增加后减小,在TiO_2质量分数为1.5%时达到最大的99.12%。当TiO_2质量分数相同时,PAN/TiO_2复合纳米纤维对金黄色葡萄球菌的抑菌率都略高于大肠杆菌。