静电纺PBS/熔喷复合滤材的制备及性能表征

通过正交试验得到PBS静电纺丝最优工艺,以熔喷非织造布为接收基材,在PBS静电纺丝最优工艺下制备静电纺PBS/熔喷复合滤材。并对复合前后材料的性能进行表征,结果表明:静电纺PBS纤维比熔喷非织造布纤维直径更小,且分布更均匀;熔喷非织造布与静电纺PBS纤维复合后平均孔径从10μm降低到3μm,且孔径分布很均匀,孔隙率基本无变化,材料表面的润湿性稍微有所改善。     

非织造材料孔隙结构的定量表述

利用计算机图像处理技术,提取了孔隙尺寸、孔隙形状和纤维取向分布等直观表达非织造纤维材料结 构的参数;利用新的几何学———分形几何,对非织造纤维材料的孔径分布情况进行分析,获得孔径分 布分形维数。在此基础上研究纤维网单位面积质量和特征长度对纤维网结构的影响,以及孔径分布 分形维数与通透性能之间的关系。     

芳纶纳米纤维毡/聚苯硫醚高温超过滤材料的制备及其性能

以N,N-二甲基乙酰胺/氯化锂(DMAc/LiCl)为溶剂溶解间位芳纶纤维,采用高压静电纺丝技术制备直径为100～500 nm的芳纶纳米纤维毡,与聚苯硫醚(PPS)针刺非织造布复合后形成高温超过滤材料。结果表明,芳纶纳米纤维毡具有良好的强度和耐高温性能,复合纤维毡对粒径位于0.1～0.6μm之间超微粒子的过滤效率达到99.9%,明显高于普通PPS非织造布的过滤效率(70%),但纳米芳纶/PPS复合高温超过滤非织造布的压降随芳纶纳米纤维膜厚度的增加而迅速下降,这是因为芳纶纳米纤维膜中纤维尺寸和孔径较小,导致过滤时阻力明显增加。     

非织造布孔径分布及过滤效率研究

非织造布是一类具有三维网络结构的多微孔材料,微孔结构形态是非织造布的一项重要性能指标,与过滤效率密切相关。测试了水刺非织造布的孔径、孔径分布以及过滤效率和阻力,研究了不同气体流量和不同试样层数(厚度)时试样的过滤效率和阻力的变化趋势。结果表明:非织造布可以过滤粒径比其孔径小很多的颗粒,过滤性能优良;在增加非织造布层数时,可以通过降低流量的方法达到既提高过滤效率,又降低过滤阻力的目的;在非织造布层数相同的条件下,采用更小直径的纤维制造非织造布,可以在不增加阻力的情况下大大提高过滤效率。     

SiO2气凝胶/聚酯-聚乙烯双组分纤维复合保暖材料的制备及其性能

为开发综合性能优异的复合保暖非织造材料,以聚酯-聚乙烯(PET-PE)双组分皮芯结构复合纤维为主体,通过热风工艺,采用自然沉降法使SiO₂气凝胶粉末粘附于复合纤维表面,制得SiO₂气凝胶/聚酯-聚乙烯纤维复合非织造材料。对复合非织造材料表面SiO₂气凝胶粉末质量分数、微观结构、保暖性能、压缩回弹性能、拉伸性能、透气性能进行测试与分析。结果表明:SiO₂气凝胶粉末与聚酯-聚乙烯复合纤维可有效结合,SiO₂气凝胶粉末的加入对纤维网具有一定的支撑作用,提升了复合非织造材料的压缩回弹性能、拉伸性能,同时因增加了纤维间静止空气的含量,使复合非织造材料的保暖性能得到提升。     

聚乙烯三氟氯乙烯熔喷非织造材料的制备及其过滤性能

为制备耐高温熔喷过滤材料以应对高温工业粉尘的污染问题,研究了聚乙烯三氟氯乙烯(ECTFE)的热性能、动态热机械性能、流变性能以及形貌,并选取合适的工艺参数成功制备得到ECTFE熔喷非织造材料,对ECTFE熔喷非织造材料的结构与高温处理下的过滤性能进行表征,结果表明：ECTFE熔喷非织造材料纤维网中的纤维呈现随机交错、缠绕排列,其纤维直径分布在4～12μm,平均直径约为7.12μm,其孔径主要分布在45～55μm;当将ECTFE熔喷非织造材料从150℃预加热到210℃并用于过滤后,其对PM₁₀的过滤效率均保持在99.96%,而对PM_2.5和PM₅的过滤效率随着ECTFE熔喷非织造材料预加热温度的升高逐渐降低,但仍能够保持在55.16%以上。     

一种管状植生纱的开发

依据纤维原料的热熔黏合性和草种发芽对纤维网孔径的需求,确定选用以聚丙烯/高密度聚乙烯皮芯型复合纤维为主材、孔径在850μm的水刺非织造布包覆草种,并利用研发的植生纱加工设备开发一种管状植生纱。通过草种生长对比试验得出:种植35天后,直接种植长出的草苗高度约为94 mm,而管状植生纱中长出的草苗高度约为106 mm,且呈条带状均匀生长。管状植生纱的草坪种植方式在草苗高度和均匀性方面有明显优势,具有广阔的市场应用前景。     

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。     

日本旭化成纺织株式会社开发纤维素非织造布

旭化成纺织株式会社（Asahi Kasei）开发了一种含有纤维素的纳米纤维非织造布。纤维的直径小于100纳米，而织物孔隙的尺寸也小于100纳米，非织造布的定量小于10克／米^2。该会社将纸浆的原纤维加工成直径小于100纳米的纤维。在这之前，旭化成已开始销售采用细菌纤维素为原料生产的纳米纤维非织造布，但发现在产量和成本方面存在一些问题。因此，纤维素纳米纤维非织造布更加适合于商业化生产。     

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。     

非织造过滤材料的孔隙结构与透气性能研究

研究了非织造过滤材料的孔隙结构与透气性之间的关系。分析了材料的厚度、纤维线密度、不同非织造工艺形成的材料密度、热粘合所形成的纤维粘结点形态和粘合面积对材料孔径及其分布的影响。     

双层复合非织造材料基吸声体吸声性能研究

以熔喷丙纶非织造材料和玻璃纤维水刺非织造材料为受声面和背衬层,通过热粘合方式制成双层复合非织造材料基吸声体。通过分析吸声体受声面和背衬层非织造材料的厚度、面密度、孔径、孔隙率等结构参数与复合吸声体的吸声系数之间的关系,探讨各层非织造材料结构参数对复合吸声体吸声性能的影响。实验结果表明,随着熔喷丙纶非织造材料和玻璃纤维水刺非织造材料厚度和面密度的增加,吸声体中高频段吸声系数显著提高;受声面和背衬层的孔径尺寸和孔隙率的变化对双层复合非织造材料基吸声体的吸声性能影响较为显著。     

聚酯/聚酰胺中空橘瓣型超细纤维非织造材料的孔径预测

为探究超细纤维非织造材料孔径的可预测性,通过水刺原纤化技术制备了聚酯（PET）/聚酰胺6（PA6）双组分中空橘瓣型超细纤维非织造材料,在纤维几何形态和材料结构特征研究的基础上构建了孔径预测模型,并对孔径大小与开纤率、纤维线密度的关系进行了理论预测。结果表明：双组分纤维在水刺作用下开裂成超细纤维,且纤维在水平方向相互纠缠排列;受水刺原纤化工艺影响的开纤率是影响孔径分布的主要因素;孔径预测模型的理论值与实验值的对比结果表明孔径预测模型可以用来预测PET/PA6 双组分中空橘瓣型超细纤维非织造材料的孔径分布。     

薄型非织造材料孔径和渗透率关系的探讨

本文主要介绍非织造材料的孔径与渗透率及其相互关系的理论研究。文章比较了各种孔径测试方法 ,讨论了非织造材料孔径分布的最可能规律 ,以及单层和复合的非织造材料中孔径和渗透率之间的关系     

Studies on air permeability of multi-constituent nonwovens

In this work, a series of multi-constituent nonwovens possessing multi-modal fiber diameter distribution was prepared and the air permeability of such nonwoven structures was measured. This approach was extended to bi-constituent nonwovens consisting of fibers with bi-modal diameter distribution and mono-constituent nonwovens composed of fibers with mono-modal diameter distribution. The multi-constituent nonwovens exhibited highest air permeability, followed by the bi- and mono-constituent nonwovens for the same mean fiber diameter. This was explained in terms of the mean pore diameter of the multi-, bi-, and mono-constituent nonwoven structures. An analytical expression of mean fiber diameter of multi-constituent nonwoven structures was derived. The square of the mean fiber diameter in the multi-constituent nonwovens was found to be the harmonic mean of the volume-weighted square of the mean fiber diameter of the individual constituents. The mean fiber diameter coupled with Kozeny–Carman equation was found to predict the air permeability of the multi-, bi-, and mono-constituent nonwovens very well. It was observed that the mono-constituent nonwoven displayed the highest value of Kozeny–Carman coefficient, followed by the bi- and multi-constituent nonwovens.     

不锈钢纤维/玻璃纤维针刺毡增强摩擦复合材料的研发

采用非织造布针刺技术制作不锈钢纤维/玻璃纤维针刺毡作为增强材料,与硼改性酚醛树脂复合开发高性能摩擦材料。论述了不同树脂含量、不锈钢纤维含量、纤维毡定量和结构以及环境温度对增强摩擦复合材料力学性能和摩擦磨损性能的影响。研究结果表明,不锈钢纤维/玻璃纤维针刺毡增强摩擦复合材料具有良好的综合性能。     

Fabrication and characterization of pre-oxidized PAN composite filters

In order to develop efficient and low-cost hot gas filtration medium, composite filters were prepared with PTFE fabric as the substrate, and mixing of OPAN fiber and PPS fibers as functional layers. The fiber entanglement was evaluated via image analysis, and some other characteristics, such as tensile properties, pore size, thermal stability, and filtration performance were also discussed. The results showed that with increasing ratio of PPS fibers, the fiber entanglement, breaking strength, thermal stability, and filtration efficiency increase, while the pore size decreases. Mixing with 40% weight PPS fiber leads to the filtration efficiency of the composite filter increasing from 64.68 to 94.68% for removing particles with a diameter of 2.5 μm.     

非织造土工布孔径分布测试方法研究

非织造土工布是目前土工合成材料领域发展迅猛的一种新型材料,非织造土工布的孔径大小及分布与其应用密切相关.采用千筛和泡点两种方法测定非织造土工布的孔径大小及分布,并对两种方法的测定结果进行比较,分析了两种方法的优缺点和适用性.