空气过滤用静电纺纳米纤维膜的制备及性能研究

为了开发高效低阻的空气过滤用纤维膜,采用静电纺丝的方法制备了聚丙烯腈(PAN)静电纺纳米纤维膜.通过改变PAN浓度及静电纺丝时长,得到了不同形貌及过滤性能的静电纺纳米纤维膜.结合场发射扫描电子显微镜等表征方式和过滤性能测试台对静电纺纳米纤维膜形貌及过滤性能进行测试与分析,获得性能最优的PAN静电纺纳米纤维膜的制备参数如下:PAN浓度为9wt％,静电纺丝时长为5.0 h.此条件下制备的静电纺纳米纤维膜厚度为0.0240 mm,平均纤维直径为396 nm,PM2.5过滤效率为99.99％,过滤压降为67Pa,品质因子最高,为0.137Pa-1.     

多级结构静电纺纳米纤维膜在空气过滤领域研究进展

静电纺纳米纤维膜具有纤维直径小、比表面积大、孔隙率高等优势,使其在空气过滤领域具有广阔的应用前景。相比特殊结构的纳米纤维膜,常规的静电纺纤维膜堆积密度大、过滤阻力高,增加了在实际使用中的能源消耗。从静电纺纤维膜结构和过滤性能的角度探讨了高效低阻空气过滤纳米纤维膜的构筑,介绍了珠粒、突起和多孔结构纤维膜在空气过滤领域的研究进展,指出了多级结构静电纺纳米纤维膜是高效低阻空气过滤膜的重点研究方向。     

静电纺丝纳米纤维膜空气过滤研究进展

静电纺丝纳米纤维膜具有高比表面积、孔径小、孔隙率高、纤维均一性好等优点,在空气过滤及个体防护等领域表现出巨大的应用潜力.总结了近年来国内外关于静电纺丝法制备高效低阻和功能化(抗菌、可降解、疏水和耐高温)新型空气过滤材料的最新研究成果,分析和讨论了现有研究中存在的问题,并对未来的发展方向进行了展望.     

基于气流雾化静电纺纳米纤维的制备及其空气过滤性能

为克服传统单针头静电纺丝生产效率低的问题,在现有气流辅助静电纺丝的基础上设计一种基于气流雾化静电纺丝装置.以聚丙烯腈(PAN)溶液为纺丝液,采用自主设计的气流雾化静电纺丝装置制备纳米纤维膜,分析了其成形原理和过程以及气流压力、纺丝电压对成形纤维形态和直径的影响,并测试其空气过滤性能.结果表明:当纺丝液的质量分数为12％...     

光致变色PVA/PEI纳米纤维膜制备及性能

针对传统光致变色纤维膜受酸碱等外界影响易导致变色效率低,以及稳定性不高的问题,提出在传统静电纺丝制备PVA/PEI纳米纤维膜的基础上,负载光致变色纳米微球,然后与戊二醛交联,得到性能稳定的光致变色纤维膜,并考察了PVA/PEI质量比、戊二醛交联以及光致变色纳米微球含量对光致变色纤维膜性能的影响。结果表明：在PVA/PEI的质量比为75∶25,光致变色微球的含量为10%时,经过戊二醛交联的光致变色纤维膜表面光滑,串珠连续且均匀;随着紫外光照的增加,纤维膜的颜色逐步加深,但当光致变色微球的含量大于10%时,颜色不再发生变化;将光致变色纤维膜浸水24h,纤维膜仍保持连续且均匀的多孔纤维结构。根据以上试验看出,纤维膜材料可用于环境领域中,以达到美化环境的目的。     

磺化聚醚醚酮纳米纤维膜的制备及其吸附性能

通过静电纺丝法制备了不同磺化度的磺化聚醚醚酮(SPEEK)纳米纤维膜,运用扫描电镜、热重分析仪分别对纤维的形貌和热性能进行了分析,并利用紫外-可见分光光度计研究了纤维膜对亚甲基蓝染料的吸附行为。结果表明:随着磺化度的增加,纺丝束流的稳定性得到改善,纤维直径减小;纤维膜对亚甲基蓝具有良好的吸附能力,在p H值=7时其对亚甲基蓝的去除率最大,平衡吸附时间约为90min;热力学分析表明,使用Freundlich模型描述SPEEK纳米纤维膜对亚甲基蓝的吸附行为更加合理;动力学分析表明,SPEEK纳米纤维膜对亚甲基蓝的吸附遵循准二级动力学模型。     

聚乳酸复合空气过滤材料的制备及性能研究

以分子质量为7万的聚乳酸（PIA）为原料,分别用不同的溶剂制得两种纺丝液,并采用静电纺丝法将其分别纺在水刺无纺布和熔喷无纺布上,采用TSI8130仪器对阻力和效率进行测试,比较两者的过滤性能。结果表明：当纳米纤维膜厚度为2mm左右时,水刺非织造布与纳米纤维的复合材料过滤效率从近乎0提高到45．88％,当纳米材料厚度为1mm左右时,提高到26．12％;熔喷非织造布分别与1mm和2mm厚度的纳米纤维膜复合后过滤效率分别提高了23．7％和24．6％,但缺点是过滤阻力提高。     

静电纺纳米纤维复合梯度型空气过滤材料的研究进展

概述了静电纺纳米纤维及其复合梯度过滤材料的特性,详述了国内静电纺纳米纤维复合梯度型空气过滤材料的制备、过滤模型理论及数值模拟等研究进展。基于不同纤维层过滤不同粗细颗粒物,每一层纤维网发挥各自独特作用,可采用多种结构和折叠结构复合,增大过滤面积,制备多层梯度的静电纺纳米纤维复合滤材,使滤材具有高效低阻、容尘量大、使用寿命长等特点,是未来空气滤材的重点研发方向;同时应加强过滤模型设计与数值模拟研究,通过滤材的应用数据不断修正模型,促进滤材性能的改进。     

聚芳硫醚纳米纤维

综述了纳米纤维在各领域，特别是在过滤领域中的应用，展望了聚芳硫醚纳米纤维的应用前景；通过控制纺丝工艺制备了具有不同直径大小和不同取向度的聚芳硫醚纳米纤维无纺布。     

静电纺抗紫外PVA/芦丁纳米纤维膜的制备及其性能研究

以聚乙烯醇(PVA)为原料,以芦丁为改性剂,将PVA与芦丁共混于去离子水中,通过静电纺丝制备抗紫外PVA/芦丁纳米纤维膜,并对其性能进行表征。结果表明:静电纺丝工艺条件为电压20 k V,纺丝速度0.5 m L/h,接收距离10 cm,温度30℃;加入少量芦丁,对PVA静电纺丝成纤性无影响,但纤维直径增大,直径均匀性变差;纤维中PVA与芦丁之间存在氢键;相对PVA,芦丁质量分数为4.76%时,PVA/芦丁纳米纤维膜的纤维平均直径为302 nm,抗紫外系数大于40,具有良好的抗紫外性能。     

静电纺丝纳米纤维及其在生物气溶胶过滤中的应用

简要介绍了静电纺丝制备纳米纤维的原理以及纤维形态的主要影响因素;从静电纺丝纳米纤维的过滤效果、抗菌性能和力学性能等方面综述了其应用于生物气溶胀过滤材料的研究进展;指出静电纺丝纳米纤维大规模生产已取得突破,且抗菌改性效果持久,适合应用于生物气溶胀过滤领域,今后应进一步提高纳米纤维的力学性能及质量稳定性,具有良好的应用前景。     

环境温湿度对静电纺丝稳定喷射的影响

摘要：从静电纺丝射流过程的基本原理出发,结合环境温湿度对同种溶液性能参数和静电纺丝过程中针尖处电荷和介电常数的影响进行理论分析,在现有实验设备的基础上增加了环境温湿度控制系统,通过其实现定温度变湿度、定湿度变温度和综合条件下的低温高湿、中温中湿、高温低湿三组参数进行实验。结果表明,湿度和温度对于静电纺丝过程中针尖之间以及针尖与接收装置之间的挂丝现象和成膜性都有影响,高温低湿的环境可以获得相对稳定且成膜性较好的纤维形貌,而且纤维膜的直径比较均匀,集中在200～350 nm。研究环境温湿度对静电纺丝稳定喷射的影响规律,有助于提高其产业化的可能性。     

Characterizing Molecular Structure of Water Adsorbed by Cellulose Nanofiber Film Using in situ Micro-FTIR Spectroscopy

In situ micro-Fourier transform infrared (FTIR) spectra of a typical cellulose nanofiber (CNF) film (i.e., CNF with cellulose I structure) were collected within the full relative humidity (RH) range from 0% to 90%. Red shifts of two peaks at 1036 and 1204 cm^?1 and the variation of different spectra indicated the chemical adsorption sites for adsorbed water. From component band analysis of the spectral range of 2900–3700 cm^?1, three component peaks at 3293, 3397, and 3543 cm^?1 were due to strongly, moderately, and weakly hydrogen-bonded water. The signatures of these three types of hydrogen-bonded water were then observed to rise with an increase in RH. Based on growth regularities of these three types of hydrogen-bonded water, the water adsorption process of CNF film was divided into three stages; most of the water absorbed in these three stages was demonstrated to be CNF???HOH???CNF, WATER????HOH????WATER, and five-molecule tetrahedral structure, respectively.     

高度法和压力法测定粉末接触角的比较

粉体接触角的测定有着十分重要的理论和实际应用意义。根据Washburn方程,在渗透法测定粉末接触角的基础上,引入相对接触角的概念,并设计了测定石墨粉相对接触角的试验装置,以苯作为参比液,用高度法和压力法分别测定了25℃下蒸馏水对石墨粉的相对接触角,它们分别为83.50°和83.74°。试验结果表明,压力法和高度法均可用于粉末接触角的测定。     

静电纺丝法制备醋酯纳米纤维的最新研究进展

采用静电纺丝法制备醋酯纳米纤维,既可以保留醋酯纤维的耐化学性和可生物降解性等优点,又具有纳米材料的高比表面积、高孔隙率和量子效应。综述了近几年国内外静电纺丝法制备纳米级醋酯纤维的最新研究进展,系统介绍了几种新型纳米纤维结构的制备方法、原理及影响因素,同时对醋酯纳米纤维在吸附过滤方面的应用研究状况进行了概述,最后对静电纺丝法制备醋酯纤维的发展前景进行了展望。     

IN SITU visualization of water adsorption in cellulose nanofiber film with micrometer spatial resolution using micro-FTIR imaging

Hygroscopic behavior is an inherent characteristic of nanocellulose film which strongly affects its applications. In order to gain a better understanding of water adsorption, micro-Fourier transform infrared (FTIR) imaging was used to investigate the water adsorption in cellulose nanofiber film with a spatial resolution of 20 um. Four spectral peaks at 2905?cm^?1, 1428?cm^?1, 1371?cm^?1, and 1317?cm^?1 attributed to CH and CH₂ groups were used to generate 2D micro-FTIR images of cellulose distribution, and the most intense peak at 3348?cm^?1 was employed to generate 2D micro-FTIR image of OH group distribution. On this basis, difference 2D micro-FTIR images of OH group distribution at different relative humidity (RH) levels demonstrated the development of adsorbed water distribution in cellulose nanofiber film during the water adsorption process. The study results confirmed that the micro-FTIR imaging was one promising tool for in situ visualization of water adsorption with micron-scale resolution.     

静电纺丝纤维滤材表征及其气液过滤性能

以聚丙烯腈与二甲基甲酰胺为原料配制纺丝溶液,采用静电纺丝技术制备玻璃纤维/聚丙烯腈纤维/玻璃纤维三层复合滤材,研究了纺丝溶液浓度与纺丝电压等参数对纤维形貌及尺寸的影响,分析了复合滤材的过滤性能. 结果表明,控制不同纺丝溶液浓度可得形貌不同的纤维,且溶液浓度越大纤维尺寸越大;纺丝电压对纤维形貌的影响较小,但增加纺丝电压使静电纺纤维层的孔径减小. 相比玻璃纤维滤材,复合滤材过滤效率明显提升,稳态效率最大可提升21%,最易穿透粒径效率最大可提升39%,但复合滤材孔径较小时,过程压降增加了一段跳跃阶段,纳米纤维层表面形成液膜,使复合滤材稳态压降升高.     

静电纺丝制备纳米级纤维的研究

首先介绍了静电纺丝制备纳米纤维的原理及其影响因素,然后归纳、总结了当前国内外静电纺丝制备纳米纤维的研究内容,并对今后的研究提出了建设.