疏水疏油聚氨酯纳米纤维膜的制备及防雾霾窗纱的应用研究

为构建一种高效低阻的疏水疏油过滤材料,将含氟聚氨酯(FPU)添加到聚氨酯(PU)纺丝液中,利用静电纺丝技术制备FPU/PU纳米纤维,并对不同FPU添加量的纳米纤维的结构形貌及纳米纤维膜的性能进行系统表征和分析,还将其应用于防雾霾窗纱中,测试防雾霾窗纱的相关过滤性能。结果显示:当PU质量分数为15.00%,NaCl质量分数为0.02%,FPU添加量为12.00%时,所得FPU/PU纳米纤维的直径为112.05 nm, FPU/PU纳米纤维膜的水接触角为142°、油接触角为138°,呈现出良好的疏水疏油性能,且当控制纺丝时间为45 min时,所得防雾霾窗纱的过滤效率可达到91.264%,过滤阻力为48.852 Pa,过滤性能优异,其在空气净化领域有着巨大的应用前景。     

聚苯硫醚熔喷可纺性的研究

聚苯硫醚聚合物熔点高、流动性差、熔体黏度大,使其很难进行熔喷纺丝。从4种不同性能的聚苯硫醚原料入手,筛选出适合熔喷纺的原料,进而对熔喷纺丝工艺参数进行探索,分析了聚苯硫醚的熔喷可纺性。结果显示:熔融指数为258 g/(10 min)的聚苯硫醚具有较好的熔喷可纺性。当纺丝工艺参数为:挤出机2 Hz、风机35 Hz、挤出机主体温度340℃、喷丝头温度345℃、风温350℃时,可以纺出连续均匀的聚苯硫醚无纺布,纤维直径为2～5μm。     

掺杂氯化锂的聚氨酯超细纳米纤维的制备及其空气过滤应用

本研究采用静电纺丝技术制备掺杂氯化锂(LiCl)的超细聚氨酯(PU)纳米纤维以用作空气过滤,并通过不同的测试方法对其进行表征.研究结果表明,当PU浓度为15 wt％时(盐的固含量为0.3 wt％),纳米纤维的结构形貌较整齐有序,纤维分布均匀,纳米纤维平均直径达到84 nm.此时,纤维的断裂伸长率为186.01％,断裂强度为6.29 MPa;当LiCl溶液浓度升高时,纤维形貌开始变差,力学性能开始下降.当LiCl含量达到0.5 wt％时,其断裂伸长率为131.07％,断裂强度为2.43 MPa.利用此纺丝工艺,本研究制备了一种新型的三层结构的玻璃纤维粗网/克重为2～3 g/m2的纳米纤维膜/聚酯纤维细网,过滤阻力为30.89 Pa,过滤效率94.71％(测试条件为:气体流速设置在32 L/min,NaCl气溶胶颗粒直径0.3μm).     

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。     

基于纳米纤维柔性摩擦发电机的制备

采用静电纺丝技术分别制备尼龙(PA66)纳米纤维、聚偏氟乙烯(PVDF)纳米纤维膜作为摩擦发电的正极、负极材料,选择铜箔胶带作为纳米纤维的接收装置,同时作为摩擦发电机的导电电极材料,对其表面形貌与电信号输出性能进行表征测试。结果显示,PA66纳米纤维的直径小,大多为150～250 nm; PVDF纳米纤维的直径较粗,大多为200～300 nm。由PA66纳米纤维膜与PVDF纳米纤维膜制得的摩擦发电机的最大输出电流为0. 2μA,最大输出电压为60 V,可点亮普通商用LED灯泡。