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.     

驻极体及其在空气净化领域中的应用

传统过滤器的滤材由细小的纤维或多孔材料构成,通过直接捕获、惯性沉积、重力沉积和扩散效应等几种机理联合作用来捕获粉尘粒子。由于空气中的大多数粉尘是亚微米级粒子,传统的过滤器要滤除这些粉尘粒子,需采用处于夯实状态的纤维,这样将极大地增加流阻。而驻极体过滤器中的滤材,采用的是被极化了的纤维材料,在与气流垂直的方向上存在着高达几百至上千伏电压的静电场,从而形成了无数个无源集尘电极。当气流中的带电微粒尤其是亚微米级粒子(往往是带电的)通过这些孔隙时,就在电场力的作用下被捕获。正是由于驻极体过滤材料所具有的低流阻、高效率、除尘灭菌多功能及对具有致癌作用的亚微米级粒子突出的捕获能力,使其在医疗设施洁净、制药工业和生物制品洁净、高新科技产业洁净及旅馆酒店、家庭和公共场所洁净等方面的应用上,显示出独特的优势。在介绍驻极体的基本概念的基础上,分析了驻极体过滤材料的主导产品聚丙烯非织造布的化学结构特点和电荷存储的基本特性,综述了聚丙烯非织造布驻极体材料电荷特性和稳定性的最新研究结果,并对在开发聚丙烯非织造布驻极体空气过滤材料工艺中常用的制备方法作了评述。     

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。     

聚丙烯熔喷空气过滤材料表面仿生改性及性能

聚丙烯(PP)熔喷空气过滤材料的抗菌性能较差,细菌、霉菌等微生物会寄生于材料表面。文中利用仿生改性法,以单宁酸(TA)为抗菌改性剂、CuSO₄/H₂O₂为促进剂制备了具有优异抗菌性能的PP/TA熔喷空气过滤材料。分析讨论了TA改性溶液浓度和CuSO₄/H₂O₂促进剂的加入对PP/TA熔喷空气过滤材料结构与性能的影响。结果表明,CuSO₄/H₂O₂促进剂的加入将TA改性时间从24 h缩短至40 min,并增强了PP/TA熔喷空气过滤材料的改性牢度。当TA浓度为6 g/L时,PP/TA熔喷空气过滤材料相较于PP熔喷空气过滤材料其过滤效率和压降分别提升了2.7%和4 Pa,水接触角降低了17.5°;且TA改性对PP熔喷空气过滤材料的驻极性能并无影响,驻极后PP/TA熔喷过滤材料的过滤效率为95.56%,压降为38 Pa,且具备良好的抗菌性能。同时,CuSO₄/H_2<...     

空气过滤用电纺聚偏氟乙烯-聚丙烯腈/熔喷聚丙烯无纺布复合材料的制备及过滤性能

为开发高效低阻的空气过滤材料,采用静电纺丝技术制备了聚偏氟乙烯（PVDF）-聚丙烯腈（PAN）复合纳米纤维,并与聚丙烯熔喷非织造布复合制得高效复合过滤材料,研究了PVDF与PAN的质量比对溶液性质、表面形貌、比表面积、透气性和过滤性能的影响。结果表明,当PVDF与PAN质量比为3:5时,其溶液可纺性最好,所得纤维直径均匀,约为0.59 μm;利用BET比表面积分析仪测试可得其比表面积约为PVDF与PAN质量比为2:1时的两倍;利用滤料测试仪对PVDF-PAN/熔喷聚丙烯（PP）无纺布复合滤材的过滤性能进行测试,结果表明,静电纺PVDF-PAN纳米纤维层可显著提高聚丙烯熔喷非织造布的过滤性能,PVDF-PAN/熔喷PP无纺布过滤效率可达99.95%,明显高于熔喷无纺布的过滤效率（65%）,过滤阻力为77 mmH₂O（1 mmH₂O=9.8 Pa）,过滤品质因子达0.0987,远高于熔喷无纺布的过滤品质因子0.0168,过滤效果得到显著提升。      

颗粒床过滤中最难过滤粒子粒径及最具穿透率流速研究

研究了颗粒床过滤中4种机理联合作用下的最具穿透率粒子粒径及最具穿透率气体流速特性。当气体流速、过滤介质粒径均不变时,得到了计算最难过滤粒子粒径的理论方程;当气溶胶粒子粒径、过滤介质粒径均不变时,得到了计算最具穿透率流速的理论方程。通过实验数据验证了理论的正确性。     

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%。     

一种用于个体防护的高效净化材料的制备与性能

目前,经驻极生产的熔喷布对空气中病毒等微小颗粒的过滤主要依靠其静电吸附机理,但由于熔喷布表面电荷难以持久保持,不能长期保持高效过滤,因而不能保证医护人员不被新型冠状病毒(COVID-19)感染,所以需要提升熔喷布在失电荷时的机械过滤效率。文中利用静电纺丝技术在熔喷布上电纺尼龙6(PA6)纳米纤维,通过热压法制成一种以熔喷布为表层,PA6纳米纤维为中间层的夹心材料;对该夹心材料的表面形貌、热学性能、力学性能进行表征并测试其过滤性能。实验结果表明,夹心材料表面完整度高,纳米纤维直径可达67 nm左右;在没有驻极工艺处理的情况下,该夹心材料对粒径为0.2μm的颗粒过滤效率达到95%以上,而对照试验的无纺布相应的过滤效率为0;该夹心材料过滤阻力在284 Pa左右,适合作为个体防护使用。     

用于各种电镀液过滤的新型过滤机

用于各种电镀液过滤的新型过滤机据日本“全镀连报”报导,日本三进制作所开发了一种精密过滤机。据介绍该机采用了具有世界先进水平的特种过滤材料,其过滤面积及SS粒子的捕获能力为原方线型材料的三倍。无需使用过滤助剂能长期保持过滤精度,与一般过滤机相比较,过滤流量增加20%,可实现低压、定速、大容量过滤,其总过滤量为高压高速过滤总量的     

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。