银纳米线改性聚偏氟乙烯静电纺膜的制备及性能研究

采用直接喷涂法和共混静电纺法制备银纳米线(AgNWs)改性聚偏氟乙烯(PVDF)静电纺膜,比较2种方法对改性PVDF静电纺膜性能的影响。结果表明：AgNWs直接喷涂于纯PVDF静电纺膜表面得到的改性PVDF静电纺膜,抑菌性能优异,水接触角较小,纤维直径及膜的透气率、孔隙率、断裂强力、断裂伸长率、过滤效率、过滤阻力等较纯PVDF静电纺膜变化不明显。与直接喷涂法相比,共混静电纺法制备的改性PVDF膜中纤维直径更细,但因AgNWs包埋在纤维内部,故抗菌性能不及直接喷涂法制备的改性PVDF静电纺膜。为获得优异的抗菌性能,可选用直接喷涂法制备AgNWs改性PVDF静电纺膜。     

非织造布过滤材料的开发和应用

非织造布特殊的组织结构决定了它具有滤效高、过滤过程快等优于机织滤材的性能.非织造布滤材可用于多种气、液、固相混合物的分离,具有广阔的发展前景.     

德国Nanogate公司研发出带静电滤材纤维

德国Nanogate公司近期开发了滤材加静电的新技术PermaStatic．即在滤材中加入蓄电层使其永久带静电。该技术是在滤材纤维表面覆盖100nm以下的蓄电层．靠静电吸引尘粒．从而提高过滤性能，而不改变纤维密度。据介绍．采用该技术还可以将滤材换成高性能介质．     

层压复合防酸织物的制备及其性能

防酸织物在减少酸性液体对人体的损害方面具有重要的意义。设计了一种综合性能优异的多层层压复合型防酸织物，其中表层和里层是经过防酸碱整理剂和强力提升剂后整理的涤纶机织面料，芯层是静电纺和热轧处理后的PVDF/PVDF-HFP纳米纤维膜。结果表明：热轧后的PVDF/PVDF-HFP纳米纤维膜拉伸强力有所提升，纤维直径分布在0.4～1.3μm,孔径分布在2～3μm。防酸效果较好，复合织物的酸接触角为138.42°(30%HCl),130.23°(80%H₂SO₄),30%HCl的拒液效率为91.17%,酸穿透时间大于30 min。耐水洗效果较好，透气率为34.47 mm/s,透湿量为3218.84 g/(m²·d)。同时具备良好的力学性能，浸80%H₂SO₄酸后，强力下降率在18%以下。     

丝素/聚氨酯多层复合PM2.5过滤膜的制备及性能研究

利用交替静电纺丝-静电喷涂技术,开发了一种以丝素纳米纤维衬底(SFNFs)和聚氨酯微纳米球层(PUNSs)为基础的双层膜,并在两者之间沉积了一层装饰有银纳米颗粒的聚氨酯纳米纤维层(PUNFAgNPs),制备了SFNFs/PUNF-AgNPs/PUNSs(SPAP)多层复合膜,从而获得了一种具有抗菌效果的PM_2.5过滤材料。对SPAP膜的表面形貌、结构、润湿性、抗菌性能和PM_2.5过滤性能等进行测试,结果表明,该膜具有良好的抗菌、防污及PM_2.5过滤效果。     

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。     

静电纺聚丙烯腈纳米纤维复合滤材的制备及其气液过滤性能

为探究纳米纤维物性参数对复合滤材气液过滤性能的影响,利用静电纺丝方法在普通玻璃纤维滤材上制备了聚丙烯腈(PAN)纳米纤维层,以3层堆叠方式得到不同纳米纤维层面密度和纤维直径的复合滤材。在相同实验操作条件下,以癸二酸二辛酯(DEHS)为实验介质,通过滤材气液过滤性能实验装置分析了不同复合滤材的过滤效率、压降和品质因子。结果表明：复合滤材的稳态过滤效率和压降均随着纳米纤维层面密度的增大而增加,但稳态品质因子呈现先增加后降低的趋势,且在面密度为0.4 g/m2时达到最大值;在面密度相等的条件下,纳米纤维直径由706.5 nm降低到520.1 nm,滤材的稳态过滤效率和品质因子均随着纳米纤维直径降低而逐渐增加,表明在复合滤材中宜选用纤维直径较小的纳米纤维层。     

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。     

针刺密度对纺黏长丝针刺静电棉过滤性能品质因子的影响

在聚丙烯树脂颗粒中掺配质量分数为6%的静电驻极母粒，制备面密度分别为80、95和110 g/m²的纺黏长丝轻轧非织造布，通过针刺作用在打开轻轧点的同时赋予基布拉伸强力，再通过高压驻极得到纺黏长丝针刺静电棉。探讨针刺频率、针刺深度、纤网输出速度、刺针型号及基布面密度对纺黏长丝针刺静电棉过滤性能品质因子的影响。结果表明，选用40号刺针，在针刺频率为476次/min、针刺深度为4 mm、纤网输出速度为5 m/min、针刺密度为50次/cm²条件下制备的纺黏长丝针刺静电棉过滤性能品质因子高达0.39 Pa^-1;基布面密度增大，纺黏长丝针刺静电棉的过滤性能品质因子下降。     

涤纶/聚酰胺6纳米纤维包覆纱的连续制备及其应用

为制备兼具力学性能和导电性能的氨敏传感器基体材料,采用一种水浴静电纺丝法连续制备涤纶工业丝为芯,聚酰胺6纳米纤维为皮层的纳米纤维包覆纱(NCY),并采用原位聚合法对其进行导电处理,制备表面负载聚吡咯的导电纳米纤维包覆纱(NCY/PPy),借助扫描电子显微镜和傅里叶红外光谱仪对NCY和NCY/PPy进行表面形貌和化学结构分析,同时研究了NCY/PPy的导电性能、力学性能、氨敏性能。结果表明,NCY具有超高的比表面积;经导电处理后,负载的聚吡咯未堵塞纤维之间的空隙,纳米纤维包覆层仍保持多孔网状结构,当吡哜浓度为0.07 mol/L 时,NCY/PPy的电导率达7.19×10^-2 S/cm;高比表面积的纳米结构导电层,有利于提高气敏传感器对氨气的敏感性。     

加热不燃烧型电子烟烟气成分分析用过滤材料的研制

本研究探讨了过滤层复合吸水层制备加热不燃烧型电子烟烟气成分分析用过滤材料的方法.结果表明,滤材的吸水量主要由定量决定,过滤层和吸水层的纤维种类及配比对其影响较小,当过滤层定量为120g/m2,吸水层定量为300g/m2时,过滤材料的吸水量可达1.94g;滤材定量、吸水层纤维种类及配比均对过滤性能有影响,随滤材定量的增加...     

基于机织格栅的三维复合耐高温过滤材料的开发

以芳砜纶为原料,在芳砜纶机织格栅上复合静电纺芳砜纶纳米纤维,获得增强三维复合过滤材料.通过扫描电镜、红外光谱仪、X-衍射仪、热分析仪以及电子织物强力仪等仪器对复合过滤材料的结构及其性能进行测定.结果表明:纳米纤维层与机织格栅相互嵌合成三维复合过滤材料;静电纺丝法可制备连续、均匀、无珠状物并含有大量孔隙的芳砜纶纳米纤维;...     

磁控溅射银/锌改性聚苯乙烯/聚偏氟乙烯复合纤维膜的制备及其性能

为制备得到兼具抗菌和紫外线防护性能的空气过滤材料,以聚苯乙烯(PS)和聚偏氟乙烯(PVDF)为原料,采用静电纺丝技术制备PS/PVDF纳米纤维膜,并在其正反两面分别磁控溅射银(Ag)和锌(Zn)纳米涂层得到PS/PVDF/Ag/Zn复合纤维膜,并对其微观形貌、元素组成、孔径分布、透气性、过滤性能、紫外线防护性能以及抗菌性能进行研究。结果表明：当溅射功率为60 W,溅射总时间为8 min时,所制得的复合纤维膜对300 nm NaCl气溶胶颗粒的过滤效率达到99.7%,压降为103 Pa,品质因子为0.056 Pa^-1;此外,该复合纤维膜的紫外线防护系数可达到702.5,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌带宽度分别为3.5和6.2 mm,表现出优异的紫外线防护性能和良好的抗菌性能。     

静电纺纳米PVDF/熔喷PLA复合材料的驻极及过滤性能研究

通过静电纺丝方法制备纳米聚偏四氟乙烯(PVDF)/熔喷聚乳酸(PLA)复合材料,再采用外置式电晕放电法对纳米PVDF/熔喷PLA复合材料进行驻极处理.对驻极前后的纳米PVDF/熔喷PLA复合材料的表面静电位、过滤效率及过滤阻力等进行测试,并研究相对湿度对驻极纳米PVDF/熔喷PLA复合材料表面静电位稳定性的影响.结果 表明:随着电晕放电时间的增加,纳米PVDF/熔喷PLA复合材料表面静电位先逐渐增加后又呈下降的趋势.驻极处理后复合材料的过滤效率显著提高,过滤阻力变化不显著.驻极复合材料表面静电荷在较高相对湿度环境中的衰减速度高于在较低相对湿度环境中.驻极纳米PVDF/熔喷PLA复合材料在各种相对湿度环境中存储30 d后,其过滤效率仍高于未驻极的复合材料.     

可拉伸聚吡咯/棉针织物的制备及其储电性能

为赋予棉针织物导电和储电的新功能并将其用于可穿戴器件中,将吡咯单体原位聚合到棉针织物上。借助扫描电子显微镜和红外光谱仪对棉针织物和聚吡咯的微观形貌以及化学结构进行表征,并测试了聚吡咯/棉针织物在不同拉伸应变时的表面电阻及电化学性能。结果表明:聚吡咯充分附着在针织棉纤维上;当拉伸应变从0%增至40%时,织物电阻值从429.2 Ω降至231.4 Ω;织物在5 mV/s条件下的储电面积容量为680.6 mF/cm ²,在2 mA/cm² 条件下为1 014.2 mF/cm²;由聚吡咯/棉针织物组装成的对称型超级电容器在1、5 mA/cm²时的面积容量分别为229.8、161.5 mF/cm²,经过10 000次恒流充放电循环后容量保留率为76.3%。     

辐射降温纳米纤维医用防护服面料及传感系统集成

针对传统医用防护服的穿着舒适性差、功能单一等问题,采用静电纺丝法制备了具有辐射降温功能的二氧化硅/聚偏氟乙烯(SiO₂/PVDF)纳米纤维,采用热压法将SiO₂/PVDF纳米纤维与非织造布制成新型防护服面料(SiO₂/PVDF-NWF)。测试了SiO₂/PVDF纳米纤维的结构和红外光透过率,以及新型防护服面料的穿着舒适性、防护性、辐射降温性能。结果表明:在质量分数为15%的PVDF纺丝液中,当SiO₂粒径为2 μm,SiO₂与PVDF的质量比为0.15时,SiO₂/PVDF纳米纤维的红外光透过率最好;将传统防护服上的部分面料替换为SiO₂/PVDF-NWF,测试人员穿着时的服内温度比传统防护服低2 ℃,相对湿度下降5%。此外,在辐射降温防护服面料上集成了血氧、温湿度和定位传感器,构筑了多功能防护系统,其在医疗应急方面具有广阔的应用前景。     

聚砜/沸石咪唑酯骨架-8复合膜的制备及其性能

为制备具有抗菌性能的空气过滤材料，以聚砜(PSF)为溶质、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和1-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)为溶剂，先采用静电纺丝法制备PSF纳米纤维膜，然后在其表面磁控溅射氧化锌(ZnO)薄膜，最后通过水热合成法将ZnO薄膜转化为沸石咪唑酯骨架-8(ZIF8)晶体，得到PSF/ZIF8纳米纤维膜，并对该复合膜的物化性能、过滤性能、透气性能、抗菌与细菌过滤性能进行测试。结果表明：PSF/ZIF8纳米纤维膜对PM_0.3的过滤效率可达到99.82%。纳米纤维膜的高孔隙率使其表现出较高的透气率(340.36 mm·s^-1)。此外，该复合膜对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌均有一定的抗菌性能，且对2种菌的拦截效率均达到99.99%。     

静电纺聚酰胺6/聚苯乙烯复合纳米纤维膜制备及其空气过滤性能

针对空气过滤纤维材料的过滤效率、阻力和使用寿命难以平衡的问题,采用多喷头静电纺丝技术,制备了不同直径、形貌纤维及不同纤维沉积顺序的聚酰胺6/聚苯乙烯(PA6/PS)复合纳米纤维膜,测试了复合膜的平均孔径及孔隙率,建立了纤维结构与过滤效率及阻力的构效关系;结合扫描电镜表征探讨了不同形貌、直径纤维的叠加次序对过滤寿命及细颗粒物沉积行为的影响,系统研究了过滤风速、细颗粒物尺寸对过滤性能的影响。结果表明：在5.33 cm/s的风速下,以多喷头静电纺丝方式制备的PA6/PS复合膜具有更好的抵抗风速变化的能力,在长期使用中阻力增加较缓慢,其具有93.13%的过滤效率,30.67 Pa的过滤阻力和0.088 9 Pa^-1的品质因子,综合过滤性能优于同等条件下H10等级(过滤效率>90%)的商业玻璃纤维过滤膜。     

氧化石墨烯/聚偏二氟乙烯复合纤维过滤膜的制备及其过滤性能

为得到高过滤效率、低过滤阻力的空气过滤材料,将氧化石墨烯掺入以聚偏二氟乙烯(PVDF)为基体,N,N-二甲基甲酰胺与丙酮为混合溶剂的纺丝液中,利用静电纺丝技术制备高性能氧化石墨烯/PVDF复合纤维过滤膜。研究不同聚偏二氟乙烯质量分数、氧化石墨烯质量分数、静电纺丝电压、接收距离等参数对复合纳米纤维过滤膜外观形态、过滤效率、过滤阻力的影响。结果表明:聚偏二氟乙烯质量分数为16%,氧化石墨烯质量分数为1.0%,静电纺丝电压为29.0 kV,接收距离为16 cm时,制备的复合纤维过滤膜形貌较好,纤维连续且均匀,过滤效率为99.99%,过滤阻力为11.53 Pa/μm,具有良好的过滤性能。     

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。