微纳米纤维复合滤纸反吹性能的研究

本研究探讨了3种微纳米纤维复合滤纸在不同面流速及发尘浓度条件下的反吹性能,主要对初始过滤效率接近的湿法纤维复合滤纸、熔喷纤维复合滤纸和静电纺纤维复合滤纸的性能进行了对比研究。结果表明,在面流速11.1 cm/s、发尘浓度1 g/m³时,没有反吹的情况下,湿法纤维复合滤纸、熔喷纤维复合滤纸和静电纺纤维复合滤纸的一次容尘量分别为85.3、84.8、64.1 g/m²;而容尘性能不佳的静电纺纤维复合滤纸在反吹过程中表现优异,完成30次反吹清灰用时约3700 s,是一次容尘实验时用时的13.8倍,终止时阻力为554 Pa;湿法纤维复合滤纸与熔喷纤维复合滤纸的反吹用时分别为2587、2527 s,明显低于静电纺纤维复合滤纸,终止阻力分别为854和724 Pa。随着面流速从11.1 cm/s提高至19.4 cm/s,或发尘浓度由1 g/m3增加至4 g/m³时,滤材的反吹清灰用时均急剧下降。     

串珠纤维对静电纺纤维复合滤纸结构和性能的影响

本研究制备了静电纺串珠纤维复合滤纸和静电纺纳米纤维复合滤纸,对其微观形貌和孔径等结构特性以及过滤阻力、过滤效率和容尘量等过滤性能进行了分析。结果表明,静电纺串珠纤维复合滤纸和静电纺纳米纤维复合滤纸的纺丝层纤维平均直径接近,分别为225、250 nm。通过控制纺丝时间使二者的初始过滤阻力相近时,静电纺串珠纤维复合滤纸过滤效率为73.1%,静电纺纳米纤维复合滤纸过滤效率为38.2%。相同测试条件下,静电纺串珠纤维复合滤纸阻力上升速度比静电纺纳米纤维复合滤纸慢,达到相同终止阻力时,静电纺串珠纤维复合滤纸的作用时间更长、容尘量更大,二者的容尘量分别为119.29、96.23 g/m~2;并采用仿真模拟软件GeoDict建立模型,探究了两者阻力变化情况和容尘量的差异。     

微纳米纤维复合滤纸的过滤性能研究

为了探究复合滤纸不同复合方式的性能差异,本研究对两种初始过滤效率接近的复合滤纸进行了效率特征曲线、容尘量和反吹性能的研究。结果表明,静电纺丝复合滤纸最易穿透粒径为150 nm,熔喷复合滤纸最易穿透粒径为200 nm。相同条件下加载A2细灰时,熔喷复合滤纸的阻力增加速率小于静电纺丝复合滤纸;加载油灰混合颗粒时,熔喷复合滤纸的阻力增加速率明显小于静电纺丝复合滤纸,达到终止阻力时熔喷复合滤纸的容尘量为30.1 g/m~2,是静电纺丝复合滤纸(9.1g/m~2)的3.3倍。经过反吹测试循环10次后,熔喷复合滤纸的剥离率由90.7%降到54.0%,静电纺丝复合滤纸的剥离率由91.1%降到62.6%。超细层结构疏松有利于提高滤纸容尘量,结构致密则具有更好的反吹性能。     

基于静电纺PAN/PMIA共混纳米纤维复合空气过滤纸的制备及性能研究

以空气过滤原纸为基材,高可纺性的聚丙烯腈（PAN）和高性能间位芳纶短切纤维（PMIA）为原料,利用静电纺丝技术,制备PAN/PMIA共混纳米纤维复合空气过滤纸。通过调整2种特种纤维的质量比,制备具有良好过滤性能和较好耐高温性能的复合空气过滤纸。结果表明,PAN与PMIA质量比为3∶7的PAN/PMIA共混纳米纤维复合空气过滤纸的过滤效率为99.995%,初始阻力为79.01 Pa,容尘量为175 g/m²。经一系列热处理后,复合空气过滤纸的过滤效率可保持在99.960%以上。     

定量对双层空气复合滤纸原纸性能的影响

双层复合滤纸的设计对双层复合空气滤纸原纸的性能具有重要的影响。研究了不同总定量及不同定量比的双层复合空气滤纸原纸,探究定量变化对双层复合空气滤纸原纸性能的影响。结果表明,随着总定量的增加,孔径减小,透气度减小,过滤效率增加,容尘量减小;120g/m2时过滤效率为99.68%,容尘量为117g/m2;改变复合滤纸定量比,容尘量先上升后下降,过滤效率基本不变,结合载尘纸样内部结构图,定量比1∶3为最佳值;与单层滤纸相比,复合滤纸过滤效率高于单层滤纸,最大差值为0.1%。     

PET纤维截面形状对过滤纸结构和性能的影响

采用5种截面形状(圆形、三角形、三叶形、十字形、丰字形)的PET纤维与植物纤维配抄过滤纸,探究PET纤维截面形状对过滤纸结构和性能的影响。结果表明,与圆形纤维相比,三角形、三叶形、十字形以及丰字形纤维对过滤纸的过滤效率没有显著影响,但容尘量都有不同程度的提高。PET纤维添加量为40%时,与圆形纤维相比,含三角形、三叶形、十字形和丰字形纤维过滤纸的容尘量分别增加了8.2 g/m~2、11.7 g/m2、9.9 g/m~2、13.8 g/m~2。其中,三叶形纤维和丰字形纤维对过滤纸的厚度和容尘量的影响较大,丰字形纤维比三角形、三叶形和十字形纤维对过滤纸的孔径和透气度具有更显著的影响。     

高精度油水分离燃油复合滤纸

正特种纸专业委员2017-04-19报道:会目前,通过优化滤纸纤维配方来提升滤纸性能的空间可能不多。除了继续吸收新的高性能纤维技术和湿法成型技术,滤纸性能的进一步提升需要着重对滤纸结构的设计。通过造纸技术和非织造布技术交叉结合制备的复合过滤材料,近年来在过滤与分离领域中的应用发展非常迅速。本文主要综述了非织造布/木浆纸复合过滤材料的研究进展,涉及的应用领域有重型车空气过滤、燃油过滤、反吹除尘、燃气轮机进     

石墨烯/PAN静电纺/PP纤维针刺复合空气过滤材料的制备

对适用于全新风系统的高效低阻并具有抑菌性能的复合空气过滤材料进行研发。先将聚丙烯腈(PAN)静电纺纳米纤维膜沉积到优选的丙纶(PP纤维)针刺过滤材料上,测试其过滤性能,采用极差分析和灰色聚类分析法选出最优静电纺丝工艺参数;再配制石墨烯质量分数分别为0.5%、1.0%和1.5%的石墨烯/PAN静电纺丝液,基于最优静电纺丝工艺参数,制备石墨烯/PAN静电纺/PP纤维针刺复合空气过滤材料,测试并分析其过滤性能和抑菌性能。结果表明:制备PAN静电纺纳米纤维膜的最优静电纺丝工艺参数为PAN质量分数11.0%、纺丝电压15 kV、注射速度0.84 mL/h、接收距离14 cm;在最优静电纺丝工艺参数条件下,石墨烯质量分数为0.5%时,石墨烯/PAN静电纺/PP纤维针刺复合空气过滤材料的过滤性能最好。石墨烯/PAN静电纺/PP纤维针刺复合空气过滤材料高效低阻,并具有优良的抑菌性能,适用于全新风系统过滤室内空气中的微细颗粒物。     

过滤时间对空气过滤材料过滤性能的影响

通过设定不同的过滤时间,测试静电纺纳米纤维膜和熔喷非织造材料的过滤性能,研究其过滤效率和过滤阻力随过滤时间的变化规律。结果发现:过滤时间的增加使得过滤效率和过滤阻力呈现不同程度的增长。过滤时间的增加对静电纺纳米纤维膜过滤性能的影响较显著,设计面密度为10.00 g/m~2的静电纺纳米纤维膜的过滤效率和过滤阻力明显上升,而设计面密度为20.00和40.00 g/m~2的静电纺纳米纤维膜因孔径过小导致其过滤阻力在短时间内超过1 000 Pa,故面密度较大的静电纺纳米纤维膜不适合用于普通的空气过滤。熔喷非织造材料结构较蓬松,孔径较大,孔隙不易被堵塞,当过滤时间为12 h时,除设计面密度为40.00 g/m~2的熔喷非织造材料过滤阻力增加较明显外,其他熔喷非织造材料的过滤效率和过滤阻力增幅均不大。     

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。     

纳米纤维复合结构空气过滤材料性能研究

为深入探究影响纳米纤维膜过滤机制以开发和应用高端空气过滤材料,分析了静电纺纳米纤维膜和聚四氟乙烯拉伸膜与非织造布复合的空气过滤材料结构与性能,分别对其形貌、热力学性能、透气性等进行了分析与评价。实验结果表明,过滤材料本身的结构和纤维直径以及表面电势对其过滤性能影响显著,纤维直径越细,膜孔径越小,纤维间的结构会相对紧密,从而导致透气性较差,过滤效率更好。其中表面电势是影响材料过滤效率的主要因素,表面电势越高,过滤效果越好。静电纺锦纶6纳米纤维膜/聚酯纤维非织造布(PA6/PET)复合空气过滤材料表面电势最高,达1.414 kV,其过滤效率最佳,达到99.57%。PA6/木浆纸复合过滤材料表面电势最小,为0.07 kV,过滤效果仅为22.28%。     

舒适性空调用复合过滤材料的制备及性能研究

为研发高效、低阻的舒适性空调用复合过滤材料,参照国际和国家相关标准,建立了空气过滤材料性能测试系统,对丙纶熔喷、针刺非织造过滤材料的过滤性能进行了测试和分析。对优选出的丙纶针刺过滤材料进行驻极处理后,分别采取静电纺覆膜和针刺覆膜两种方法制备了复合功能空气过滤材料。研究表明:与静电纺覆膜复合过滤材料相比,针刺覆膜复合过滤材料具有过滤效率高、过滤阻力低和容尘量高等特点,能满足舒适性空调系统对环境空气中微细颗粒物的过滤要求。     

空气过滤材料自洁反吹性能的初步研究

采用工业除尘领域滤袋材料的清灰检测方法对两种拥有不同表面能的空气过滤材料自洁反吹性能进行了检测。结果表明,在初期过滤阶段,相比100%植物纤维制备的滤材,含有60%低表面能纤维的滤材的不粘灰性能明显;在深层过滤阶段,滤材孔径会影响滤材的自洁反吹性能。     

超细玻璃纤维对内燃机空气过滤纸性能的影响研究

随着近些年来我国空气质量状况的恶化,内燃机污染物的排放标准也不断提高,内燃机技术也得以革新。为了应对恶劣空气条件和新的内燃机技术,对内燃机空气滤清器的过滤效率也提出了更高的要求。本文研究了超细玻璃纤维对空气过滤纸性能的提升作用,对比了传统滤纸和含超细玻璃纤维滤纸的纤维微观结构和过滤性能,并进行了长时间的整车路试对比实验。整车路试实验表明,超细玻璃纤维对于空气过滤纸性能具有良好的提升作用。     

具有梯度结构的超细纤维复合空气过滤材料对油-灰混合颗粒的容尘性能研究

通过湿法成形制备了超细纤维在厚度方向呈梯度分布的复合空气过滤材料,并分析了滤材对不同粒径的NaCl颗粒的过滤效率及对纯A2灰、纯癸二酸二异辛（DEHS）和不同DEHS含量的DEHS-A2灰混合尘的容尘量。结果表明,滤材最易穿透粒径为100 nm,对纯A2灰及纯DEHS的容尘量分别为92.0 g/m²和182.5 g/m²。对DEHS含量为20%的混合尘的容尘量最大,为414.7 g/m²,对DEHS含量为60%的混合尘的容尘量最低,为84.1 g/m²,远高于商业化产品熔喷纤维复合滤材的容尘量（26.5 g/m²）。对DEHS含量为20%的混合尘滤材压差增加速率最小,混合尘在滤材表面形成疏松的滤饼;对DEHS含量为80%的混合尘滤材压差增加速率最大,A2灰颗粒浸没在DEHS中,灰尘颗粒间的孔隙被完全堵塞,混合尘形成“海岛”结构的滤饼。     

纳米微纤化纤维素在口罩用过滤材料中的应用研究

本研究采用纳米微纤化纤维素(NFC)和不同纤度的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维,通过湿法造纸技术,制备出口罩用NFC过滤材料,并探究了NFC含量、PET纤维纤度及过滤材料定量对过滤材料性能的影响。结果表明,NFC含量是影响过滤材料性能的主要因素,当NFC含量超过13.5 g/m~2时,过滤材料对PM2.5的过滤效率可以达到95%以上。由于过滤材料定量和PET纤维纤度会影响过滤材料的疏松性,进而影响过滤性能和透气性,需要调整过滤材料定量和PET纤维的纤度搭配,以实现过滤效率和透气的平衡。最优的过滤材料配方为:30%NFC,50%0.1 dtexPET纤维,5%0.7 dtexPET纤维,5%1.5 dtexPET纤维,10%双组分PET纤维,过滤材料定量45 g/m~2,由此制备得到的NFC防护口罩,过滤效率达到国家标准GB/T 32610—2016中I级(99%)的要求,防护效果达到A级。     

梯度结构耐高温纤维过滤材料的结构与性能

为探究梯度结构纤维过滤材料的制备工艺对过滤材料结构、性能的影响,制备了聚苯硫醚纤维-聚四氟乙烯超细纤维(PPS-PTFE)滤料,并分析了制备工艺(超细纤维层面密度和水针能量)对结构和过滤性能的影响,建立了对应的二次方模型。结果表明:超细纤维层的面密度对孔径大小和过滤效率均有显著的影响,随着超细纤维层面密度从(49±3.8)g/m~2增大到(181±12.5)g/m~2,试样的模态孔径从20.22μm降低到12.52μm,而对2.05μm颗粒物的过滤效率从63.41%提高到91.87%;水针能量在3 738~8 755 J/g范围内,过滤效率和过滤阻力均随着水针能量的增大而增大;建立的二次方模型的置信度高,表明模型适用于梯度结构的耐高温纤维过滤材料的工艺设计。     

拒油拒水型纳米纤维瓦楞纸的制备及性能

静电纺纳米纤维具有比表面积大、纤维直径小、孔隙率高等优点,被广泛应用于空气过滤、能源光电、防水透湿等领域。利用静电纺丝技术制备氟聚氨酯(FPU)/聚氨酯(PU)/氯化锂(LiCl)纳米纤维瓦楞纸复合过滤材料,通过不同测试方法对纳米纤维瓦楞纸复合过滤材料的性能进行表征。结果显示:随着FPU质量分数的增大,纤维直径逐渐增大;当FPU质量分数为12%时,纤维直径较为规整,纤维间无粘连现象,纤维直径分布均匀,平均直径为187 nm,此时纳米纤维膜的水和油接触角分别为131°和133°,有较好的疏水性和疏油性;当纳米纤维膜的面密度为2.632 g/m^2时,纳米纤维瓦楞纸复合过滤材料的过滤效率和过滤阻力分别为93.7%和109 Pa(在气流速度为5.33 cm/s,气溶胶的粒径为0.3μm的条件下测试)。由此可见纳米纤维瓦楞纸复合过滤材料在过滤领域有较好的应用前景。     

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。