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。     

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。     

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。     

舒适性空调用过滤材料过滤性能测评体系的构建

为解决国内空气过滤材料性能测试评价标准不统一、测试成本高、测试周期长等问题,参照国家及国际相关标准,建立空气过滤材料过滤性能测试系统,对研发出的舒适性空调用复合功能过滤材料的过滤效率、过滤阻力和容尘量3个指标进行了测试。采用多元回归分析法建立空气过滤材料过滤性能的数学模型,以明确影响过滤阻力、过滤效率和容尘量的主要因素,并利用统一目标法建立过滤性能的综合评价体系。研究成果可为制定过滤材料性能的测评标准和合理选择空气过滤材料提供重要的技术参考。     

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。     

静电纺高效防尘复合滤料的制备及其性能

为获得无毒无害高效防尘口罩的过滤材料,采用静电纺丝技术制备直径为（0.088±0.01）μm的锦纶6∕ 壳聚糖（PA6/CS）共混纳米纤维,与丙纶熔喷非织造布复合形成高效防尘复合滤料,研究了静电纺丝时间对复合滤料表面形貌、孔径及其分布、过滤性能和透气透湿性能的影响。结果表明,静电纺（PA6/CS）纳米纤维层可显著提高丙纶熔喷非织造布的过滤效率,静电纺丝 90 min 后复合滤料对 NaCl 气溶胶的过滤效率达到99%以上,明显高于丙纶熔喷非织造布的过滤效率（29%）,但是随着静电纺丝时间的延长,复合滤料的孔径、过滤阻力和透气性能明显下降,而透湿性能变化不明显。     

两种超细纤维复合空气过滤纸的结构与性能研究

由于超细纤维可以显著提高过滤效率,在过滤材料中的应用得到越来越多的重视,但不同方法制备的超细纤维复合空气过滤材料在性能上存在着较大差异。本文主要对静电纺复合和造纸湿法复合这两种不同方法制备的超细纤维复合空气过滤纸进行结构与性能的研究。结果表明,两种不同方法制备的超细纤维复合空气过滤纸的初始过滤效率非常接近,静电纺复合滤纸的透气度为243mm/s,比造纸湿法复合滤纸的高近1倍;静电纺复合滤纸的容尘量为82g/m~2,造纸湿法复合滤纸的容尘量比其高14g/m~2;经过10次反吹清灰循环,静电纺复合滤纸的粉尘剥离率由91.6%降低为71.9%,造纸湿法复合滤纸的由67.4%降为38.8%,静电纺复合滤纸的反吹清灰性能比造纸湿法复合滤纸的更优异。     

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%。     

生物基静电纺纳米纤维空气过滤材料研究

可吸入颗粒物是常见的空气污染物之一,空气过滤是治理颗粒污染物的有效方法。静电纺纳米纤维在空气过滤领域应用广泛,但其难以降解,过度使用会造成污染。生物基聚合物具有可生物降解性,可替代传统空气过滤材料。介绍了空气污染及其空气过滤机理,概述了静电纺丝技术及静电纺纳米纤维膜的性能,分类介绍了纤维素、壳聚糖、蛋白质、其他新型生物基静电纺纳米纤维材料的应用前景,及其在空气过滤方面的研究进展。最后探讨了生物基静电纺丝空气过滤材料存在的问题和面临的挑战。     

非织造空气过滤材料对PM2.5的过滤性能

为明确非织造过滤材料对PM2.5的过滤性能,根据国家标准GB/T 14295-1993、GB 12218-1989和欧洲标准EN 779:2002,设计空气过滤材料过滤性能测试装置,对丙纶针刺、熔喷和驻极体非织造空气过滤材料的过滤效率、过滤阻力、容尘量、使用寿命以及过滤性能的稳定性进行了实验研究和分析,并采用灰色聚类分析的方法对驻极体过滤材料的过滤性能进行了综合评价.研究结果可为合理选择空气过滤材料以使公共建筑物内PM2.5浓度达到国家标准的浓度限值要求提供技术参考.     

气溶胶流量对空气过滤材料过滤效率和呼吸阻力的影响

改变过滤性能测试中氯化钠(NaCl)气溶胶的流量,研究其对针刺、熔喷和静电纺3种常用非织造空气过滤材料过滤效率和呼吸阻力的影响。结果表明:各试样的过滤效率随气溶胶流量的增大而呈现不同程度的减小,其中针刺静电棉试样的过滤效率下降明显,呼吸阻力随气溶胶流量的增加呈线性增长趋势;各试样拟合方程的校正相关系数平方R~2均大于0.95,可用于估算不同气溶胶流量条件下试样的呼吸阻力,其中熔喷试样和静电纺试样的呼吸阻力随气溶胶流量的增加而明显上升;气溶胶流量变化对普通针刺试样的过滤效率和呼吸阻力影响较小。     

静电纺多级结构空气过滤材料的研究进展

为促进静电纺纳米纤维在空气过滤领域中的应用,开发性能更加优异的新型纳米纤维空气过滤膜,以近年来国内外静电纺丝技术制备多级结构纳米空气过滤材料的相关研究为基础,综述了静电纺制备具有微纳米凸起、纳米蛛网、层层复合、多孔、刺状、树枝状及核壳等结构空气过滤材料的最新研究进展,分析和讨论了多级结构微纳米空气过滤材料的制备方法,指出了现有研究中存在的不足,并对未来的发展方向进行了总结和展望。认为多级结构可有效实现过滤材料高效率、低阻力、高强度、阻燃等的功能化,相较于传统的纳米纤维过滤材料具有更好的应用前景。     

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。     

舒适性净化空调用过滤材料的应用及性能评价

系统介绍了目前我国舒适性净化空调采用的非织造和新型空气过滤材料的特点、应用状况及其过滤性能的检测评价方法,指出了过滤材料及其性能检测技术的发展趋势,为研发高效低阻、使用寿命长的空气过滤材料及制定相关评价标准提供了重要参考。     

静电纺构筑多形貌纳米纤维空气过滤膜的研究进展

随着人们对空气质量问题的日益关注,高性能空气过滤材料逐渐成为研究热点。静电纺纳米纤维具有高比表面积、直径小、制备简单及形貌结构可控性,被认为是空气过滤领域中最具有开发潜力的材料之一。文章综述了近年来静电纺纳米纤维膜在空气过滤中的最新研究进展,系统介绍了粗糙、多孔、串珠、蛛网、褶皱、三维等结构纳米纤维的制备原理,分析和讨论了纳米纤维膜结构对过滤材料综合性能的影响,最后提出了静电纺纳米纤维膜作为空气过滤材料面临的挑战,并对其发展趋势和研究方向进行了展望,为未来制备高性能静电纺纳米纤维过滤膜提供思路。     

氧化铝工业用高强耐碱过滤材料的研究开发

氧化铝工业液体含有大量的物理热、化学潜热及可利用的物质,高温液体除杂技术的核心是高性能过滤材料。设计和研制了3种不同的氧化铝工业液体过滤材料,在同样工作环境下对其性能进行了测试和讨论。试验结果表明:根据性能及成本等因素的综合考虑,3种样品中,面层采用改性丙纶粗细混合纤维针刺非织造布、夹层为高强丙纶长丝机织布,按照一定的工艺条件针刺复合而成的过滤材料最适合氧化铝蒸发工序高强、高湿、耐碱的过滤工作要求。     

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。     

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。     

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。     

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。