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PAN纳米纤维多孔膜的微观结构与过滤性能

将不同质量分数的聚丙烯腈( PAN)纺丝液进行静电纺丝,制备了PAN纳米纤维多孔膜,并对静电纺PAN纳米纤维膜的形貌、纤维直径、孔隙率和比表面积、力学性能以及过滤性能进行表征和测试.结果表明,随着PAN质量分数的增加,纤维的平均直径明显增加;对应的静电纺多孔纤维膜的孔隙率和比表面积都减小、过滤效率降低.其中,由PAN质...     

静电纺聚己内酯纳米纤维复合滤膜的制备及性能

通过静电纺丝方法制备不同质量分数的聚己内酯(PCL)纳米纤维,开发高效低阻的纳米纤维复合滤膜。利用扫描电镜(SEM)、透气性测试仪和自动滤料测试仪测试纳米纤维复合滤膜的微观结构、透气性能和过滤性能。结果表明,溶液质量分数和纺丝时间对纳米纤维滤膜的透气性和过滤性均有影响。随着纺丝时间的增大,纳米纤维滤膜的厚度增大,其透气率降低,但过滤效率和阻力压降都呈现增大趋势;随着溶液质量分数的增大,纳米纤维滤膜的透气率先减小后增大,而过滤效率和阻力压降却呈现先增大后减小的趋势。质量分数为14%的PCL溶液纺制10min得到的滤膜和12%的溶液纺制20min得到的滤膜高效低阻,适合作为空气过滤材料。     

PAN/SiO2复合纳米纤维滤膜的制备及性能分析

文章采用静电纺丝技术,以二氧化硅(SiO_2)作为驻极体,制备了不同的PAN/SiO_2复合驻极纳米纤维膜,并对其微观结构、透气性能和过滤性能等进行了分析。结果发现:与纯PAN纳米纤维滤膜相比,PAN/SiO_2纳米纤维的直径和表面水接触角都呈现增加的趋势。随着SiO_2质量分数的增加,PAN/SiO_2纳米纤维滤膜的透气率先减小后增加,过滤效率和阻力压降先增加后减小。当SiO_2的质量分数为0.5%,纺丝时间为30 min,制备的PAN/SiO_2复合纳米纤维滤膜的品质因子最高为0.087 15 Pa-1,此时滤膜的透气率为65 mm/s,过滤效率为99.95%,阻力压降为87.22 Pa,过滤性能最优,可开发高效低阻的空气过滤材料。     

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。     

静电纺聚丙烯腈纳米级纤维滤膜的制备及性能

为了开发高效低阻的纳米级纤维复合滤膜,利用无针头的静电纺丝设备规模化制备了不同质量分数的聚丙烯腈纳米级纤维,并测试了该纳米级纤维复合滤膜的微观结构、透气性能和过滤性能。结果表明:随着纺丝时间的增加,纳米级纤维滤膜的厚度增加,透气率降低,但过滤效率和阻力压降都呈现增加的趋势;随着溶液质量分数的增加,纳米级纤维滤膜的透气率先减小后增加,而过滤效率和阻力压降呈现先增加后减小的趋势。认为:质量分数12%的聚丙烯腈溶液纺制20min得到的滤膜透气率和过滤效率较高,阻力压降相对较小,比较适合开发空气过滤材料。     

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。     

空气过滤用聚丙烯腈静电纺纤维膜的制备及其性能

为开发用于空气过滤的纳米纤维,采用静电纺丝技术制备了聚丙烯腈(PAN)纳米纤维膜,探讨了其纺丝液质量分数及纺丝电压对所纺纤维微观形貌的影响,同时研究了纤维膜厚度对过滤效率和压降的影响。实验结果表明:PAN纺丝液质量分数为12%,纺丝电压为20 k V时,所得纤维粗细均匀,平均直径为230 nm;当纤维膜厚度由18μm增至35μm时,过滤压降则由121.93 Pa升至591.75 Pa,而过滤效率由81.78%升至99.24%。对过滤性能较好的纤维膜分别进行力学性能和泡压法滤膜孔径测试,测得此纤维膜的弹性模量为223.67 MPa,断裂伸长率为51.96%,拉伸断裂应力为5.93 MPa,拉伸强度为7.77 MPa,拉伸屈服应力为2.79 MPa,平均孔径为2.064 3μm。     

静电纺丝工艺参数对制备聚丙烯腈纳米纤维的影响

用静电纺丝方法纺制聚丙烯腈（PAN）纳米纤维毡,通过扫描电镜来观察纤维的直径及其形态,研究了纺丝液浓度、溶液挤出量、静电电压、接收距离等参数对纤维直径及形态的影响,实验表明纺丝液浓度、静电电压、接收距离等对纺丝效果有明显影响,溶液挤出量对纺丝效果无明显影响。     

静电纺PAN纳米纤维膜过滤性能研究

为了得到高过滤性能、低压降的纳米纤维过滤材料,研究不同质量分数的聚丙烯腈(PAN)纺丝液在不同纺丝参数下制备的纳米纤维膜,并对其形貌、结构、孔径及过滤性能进行了表征。结果表明,随着PAN质量分数的增大,静电纺丝得到的纳米纤维直径增大,纤维膜平均孔径增大,过滤效率先增大后减小。随着施加电压的增大,制备的纳米纤维直径变小,纤维膜平均孔径减小,过滤效率增大。随着注射速度的增大,制备的纳米纤维直径变化不大,纤维孔径更均匀,过滤效率得到提升。研究得到最佳的静电纺丝参数为:PAN质量分数18%,施加电压18 k V,注射速度1.5 m L/h。     

聚丙烯腈/BaTiO3复合纳米纤维过滤膜的制备及其性能

为制备高效低阻的纳米纤维过滤膜,将无机驻极体BaTiO₃纳米颗粒加入聚丙烯腈(PAN)溶液中,利用静电纺丝方法制备PAN/BaTiO₃复合纳米纤维过滤膜,对其表面形貌、化学结构、水接触角、力学性能和过滤性能进行分析。结果表明:PAN/BaTiO₃纳米纤维的直径比纯PAN纳米纤维略有降低,且BaTiO₃纳米颗粒均匀地分散在纤维内部;与纯PAN纳米纤维膜相比,PAN/BaTiO₃复合纳米纤维过滤膜的水接触角更大,抗污染能力更强,拉伸强度最高增加了75.5%;当BaTiO₃质量分数为0.75%时,PAN/BaTiO₃复合纳米纤维过滤膜的过滤效率为98.9%,阻力压降为42.7 Pa, 品质因子为0.105 6,其中静电吸附作用占总过滤效果的36.2%,该纤维膜过滤性能最好,且具有一定的循环使用性能。     

SS/PEO纳米纤维空气过滤膜的制备及性能的研究

为了制备绿色、高效的纳米纤维空气过滤材料,本文以水为溶剂,制丝胶/聚环氧乙烷纺丝液,制备出纳米纤维空气过滤材料,分析不同纤维直径、纺丝时间对纳米纤维过滤性能的影响.实验结果表明,SS/PEO过滤膜的过滤效率随着纤维直径的变细而优化,当纤维直径在283nm时,过滤效率达到97.9％;同样随着静电纺丝时间的增加而增加,当纺丝时间超过10h后,过滤膜的过滤性能的增幅趋于平缓,但吸气阻力却急剧加大..     

静电纺芳纶纳米纤维膜的制备及其过滤性能

为获得高效低阻的过滤材料，以间位芳纶为原料，采用静电纺丝的方法，通过对纺丝溶液和纺丝工艺的优化制备芳纶纳米纤维空气过滤材料，并研究纳米纤维的形貌和直径、纳米纤维膜的过滤性能和热稳定性能。结果表明：当纺丝溶液溶质的质量浓度为8%、纺丝电压20 kV、进液流量0.3 mL/h、接收距离15 cm时，可制备得到纤维平均直径约为50 nm的纳米芳纶纤维过滤材料；当纺丝时间为5 h时，其过滤效率可达到99.5%,阻力仅为123.8 Pa,去除静电处理后过滤效率依然可以达到89.4%。此外，制备的芳纶纳米纤维过滤材料具有优良的热稳定性和尺寸稳定性，在耐高温高效过滤领域具有应用前景。     

静电纺聚丙烯腈多层纳米纤维膜的制备、结构与性能

将不同浓度的聚丙烯腈纺丝液依次进行静电纺丝,制备多层纳米纤维膜,并对其孔隙率、比表面积、力学性能和过滤性能进行测试分析。结果显示:多层纳米纤维膜的孔隙率和比表面积均较高,由4种质量分数为14%、12%、10%和8%的聚丙烯腈纺丝液依次纺丝制备的四层纳米纤维膜的孔隙率和比表面积最高,分别为54.7%和11.0m2/g,且此纳米纤维膜的力学性能优异。静电纺PAN多层纳米纤维膜的过滤效率值也较高,由质量分数分别为14%和8%两种纺丝液循环1次纺丝制备二层的纳米纤维膜过滤效率最高,对所有测试粒径的粒子的过滤效率都高于99.99994%,过滤阻力为863Pa,随循环次数增加,纳米纤维膜的过滤效率有所降低,过滤阻力则明显降低,这与多层纳米纤维膜的孔隙率和比表面积的变化趋势相反。     

复合静电纺超细聚丙烯腈纳米纤维的制备

为获得比常规静电纺丝纤维直径更细的聚丙烯腈（PAN）纳米纤维,采用复合静电纺丝方法制备了聚丙烯腈/醋酸丁酸纤维素（PAN/CAB）复合纳米纤维,再溶解掉复合纳米纤维中的CAB组分,得到超细PAN纳米纤维并对其进行氨基化改性后用于吸附直接红23（DR23）染料。研究了PAN和CAB的混合比例、纺丝溶液质量分数和纺丝液挤出速度3个因素对所得ＰＡＮ 纳米纤维直径的影响,并比较了常规静电纺和复合静电纺制备出的PAN纳米纤维改性后的染料吸附量。实验结果表明：该方法制得的PAN纳米纤维的平均直径在50~80 nm范围内,其中当PAN和CAB的质量比为15:85、纺丝溶液质量分数为15%、纺丝液挤出速度为1.5 mL/h、纺丝电压为10 kV、接收距离为20 cm时,得到的PAN纳米纤维的平均直径为50 nm;改性后纳米纤维对DR 23的平衡吸附量达833mg/g。     

芳纶纳米纤维膜的宏量制备及其高温过滤性能

利用静电辅助溶液喷射纺丝设备制备了间位芳纶(PMIA)纳米纤维膜,通过单因素法研究了纺丝液浓度、感应电压、牵伸风压等纺丝工艺参数对纤维膜形貌、直径和平均孔径的影响规律。并进一步研究了不同面密度PMIA纳米纤维膜的过滤性能。结果表明:纺丝液浓度和感应电压影响着纤维分布和纤维形态,纺丝液浓度和牵伸风压对纤维直径影响较大,感应电压和纺丝液浓度对纤维膜的平均孔径影响显著;当纤维膜的面密度为11 g/m2时,其过滤效率可达到99.429%,压降为125.9 Pa,表明PMIA纳米纤维膜具有良好的过滤性能;且PMIA纳米纤维膜在278.2℃以下能保持稳定的热力学性能,有利于其在高温高效空气过滤材料领域的应用。     

静电纺PAN纳米纤维膜的微观结构与过滤性能研究

采用静电纺丝技术制备了聚丙烯腈(PAN)纳米纤维膜,研究其微观形貌及过滤性能。结果表明,所制备的PAN纳米纤维形态结构良好。纺丝液中PAN质量分数大时(18 wt%)纤维直径最大;PAN质量分数小(14 wt%),且纺丝电压最大(24 Kv)时,纤维直径最小。纤维直径大时,膜的平均孔径大,为7.6μm;纤维直径小时,膜的平均孔径最小,为2.7μm。孔径最小的纳米纤维膜的过滤效率最佳,达到了98.3%,且呼吸阻力为16.4 mm H2O。     

静电纺粗细复合纤维形态与膜的结构及性能

将聚砜(PSU)颗粒溶解在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和丙酮混合溶液中得到纺丝液,采用静电纺丝法制得PSU纤维膜。通过调整纺丝液浓度制备具有不同直径的PSU纤维膜,分析纤维直径、不同粗细纤维的组合对PSU纤维膜的孔隙结构、透气性能、过滤性能等影响。研究结果表明:粗细组合纤维膜的透气率、力学性能、孔径及孔隙率均大于PSU-18纤维膜,小于PSU-22纤维膜;PSU-18纤维膜过滤效率高,压降大,PSU-22纤维膜过滤效率小;粗细复合多孔纤维膜过滤效率达到99%以上,同时压降较小;在3个喷头中PSU溶液的质量浓度分别为18%、22%、22%时纺制的粗细纤维组合型复合纤维膜的性能最佳。     

梯度复合聚丙烯腈纳米纤维膜的制备及其过滤性能

为发挥纳米纤维膜在高效空气过滤材料领域的作用并实现连续化生产,通过自制静电辅助溶液喷射纺丝实验机,采用Box-Behnken试验设计方法,建立了聚丙烯腈(PAN)纳米纤维直径和纺丝工艺参数的关系。利用在线复合方式连续制备了不同直径梯度复合的PAN纳米纤维膜并将其用于空气过滤领域,并对纤维膜的结构和形貌进行了表征。结果表明：通过调整纺丝工艺参数可有效地实现对纤维直径的控制;同时由该技术所制得的复合膜在消除静电后,通过物理筛分作用,对0.4 μm的癸二酸二辛酯粒子具有99.923 %的过滤效率和117 Pa的压降,对大于0.8 μm的粒子具备100 %的过滤效率。     

聚丙烯腈/银复合纳米纤维高效滤膜的制备及其长效性能

为实现高效低阻的过滤效果，将具有抗菌性能的纳米银颗粒掺杂在聚丙烯腈(PAN)溶液中，利用静电纺丝技术制备了PAN/Ag复合纳米纤维膜，对其微观结构进行观察，测试了纳米纤维膜的透气性能、透湿性能、润湿性能和过滤性能。结果表明：在纳米银质量分数为0.9%,纺丝时间为30 min时，PAN/Ag复合纳米纤维膜的过滤效率达到99.38%,阻力压降为43.12 Pa,品质因子达到最高0.117 9 Pa^-1,透气率为539.1 mm/s,水接触角为112.5°,具有较好的透湿率；将PAN/Ag复合纳米纤维膜静置365 d后安装在空调滤芯上，还可保持有优良的过滤性能。本文研究拓宽了纳米空气滤材在实际生活中的应用范围，有望在精准过滤领域实现应用。