熔喷聚乳酸/聚偏氟乙烯电晕驻极空气过滤材料电荷存储与过滤性能相关性研究

针对空气颗粒物污染问题,为实现对空气中PM_2.5以及其它有害颗粒物的高效过滤,从而达到保护人体生命健康的目的,将介电性与极性良好的聚偏氟乙烯(PVDF)与生物可降解的聚乳酸(PLA)熔融共混,并经过熔喷纺丝工艺结合电晕驻极,制备出具有纤维直径细、孔径小、过滤效率高、过滤阻力低的环境友好型驻极体空气过滤材料。通过系统研究PVDF对PLA电晕驻极体空气过滤材料的结晶行为、电荷存储性能及其机制与过滤性能之间的关系,发现PVDF的引入对PLA/PVDF熔喷非织造布纤维的结晶性能具有重要影响,可使PLA结晶速度加快,结晶度增加。PLA/PVDF电晕驻极熔喷布的初始表面静电势高达3 kV以上,热刺激放电测试峰值更高,电荷存储量有明显提升。特别地,在85 L/min纺丝流速下测试,PLA/PVDF单层电晕驻极熔喷非织造布过滤性可达85%,过滤阻力小于40 Pa,相较于未添加PVDF的电晕驻极熔喷非织造布过滤效率提升20%以上;探讨了电晕驻极后PLA/PVDF熔喷非织造布的电荷存储机制,发现PLA/PVDF熔喷非织造布的电荷存储性能提升最终使过滤性能提高。     

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。     

儿童口罩核心材料——高效低阻熔喷布

正口罩的核心过滤材料是熔喷法非织造布,它位于口罩罩体的内外层之间。无论是它所处的位置还是所起到的作用,熔喷布都当之无愧被称作为口罩的"心脏"。口罩滤材属于空气过滤材料的细分。自2003年非典开始,配有以熔喷技术为核心的过滤材料的口罩由于其明显的防护作用而迅速取代了纱布口罩的主流地位。熔喷布的核心技术原理是超细纤维和静电驻极,过滤机理主要依靠拦截、重力沉降、惯性碰撞、布朗运动、静电吸附。空气中的微粒随着空气通过滤层时,熔喷纤维所     

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。     

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。     

聚偏氟乙烯/导电TiO2复合压电薄膜的制备

为探究提高聚偏氟乙烯压电性能的方法,采用静电纺丝结合填料共混的方法制备了聚偏氟乙烯/导电TiO2复合纳米纤维压电薄膜,并讨论了不同添加量的导电二氧化钛晶须对纤维薄膜直径、形貌、结晶形态和β相和γ 相含量的影响。用扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱和差示扫描量热仪测试方法表征纤维薄膜材料的微观形态结构和结晶结构。对复合纳米纤维薄膜的压电性能测试结果表明：静电纺丝是提高聚偏氟乙烯中β 相含量的有效方法。导电TiO2的添加除了诱导结晶取向,促进更多β 相和γ 相的形成,而且有助于将纺丝过程中形成的构相固定起来,从而达到提高产物压电性的目的。除此之外,添加导电TiO2后,聚偏氟乙烯纤维膜的力学性能也有一定的提高。     

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。     

口罩用聚丙烯熔喷布的结构与过滤性能研究

后新冠疫情时代,口罩已经成为人们在公共场合的必需品,聚丙烯熔喷布作为口罩三层结构中的重要组成,对防护效果和舒适程度起到了决定性的作用。本文通过系统测试随机收集的20个聚丙烯熔喷布样品的基本参数、微观形貌、过滤性能、通气阻力、透气性和透湿性,研究了熔喷布的纤维直径及其均匀程度和孔隙率等结构参数与上述性能之间的内在联系,得到如下结论：过滤效率、通气阻力和透气性均受熔喷布中纤维直径及其均匀程度的影响,纤维直径越小、越均匀,熔喷布的盐性/油性颗粒物过滤效率和透气性能越好,通气阻力越低,且熔喷布孔隙率与其通气阻力和透气性之间存在线性关系;纤维直径及其均匀程度对于透湿性的影响较小,过滤效率和透湿性与熔喷布孔隙率之间均未呈现稳定的变化趋势。     

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。     

聚偏氟乙烯中空纤维膜的研制

研究了聚偏氟乙烯中空纤维膜成膜机理，采用高分子添加剂、表面活性剂、非溶剂等３者混合复配仿丝添加剂，可以得到高功能聚偏氟乙烯中烯中空纤维多孔膜。纺丝液中聚偏氟乙烯树脂固含量１５％￣２５％。内压聚偏氟乙烯中空纤维干式纺丝距离应≤３０ｃｍ，纺丝牵伸速度应≤２０ｍ／ｍｉｎ。外压中空纤维干式纺丝距离应≤１０ｃｍ，纺丝牵伸速度可以为２０￣６０ｍ／ｍｉｎ。     

聚偏氟乙烯/铌酸锂复合驻极纳米纤维膜的制备及其空气过滤性能

通过水热法制备出铌酸锂(LiNbO_3,简称LN)纳米粒子,并将其作为驻极粒子加入到聚偏氟乙烯(PVDF)纺丝溶液中,通过静电纺丝工艺制成聚偏氟乙烯/铌酸锂(PVDF/LN)复合纳米纤维。通过过滤性能测试发现,与纯PVDF纳米纤维相比,LN纳米粒子的存在极大地提高了复合纳米纤维膜的过滤效率,质量分数为1%的PVDF/LN纤维膜过滤效率最佳可达99.98%,阻力压降为84.28 Pa。     

静电纺钛酸钡/聚偏氟乙烯纳米复合柔性压电纤维膜

为进一步提高聚偏氟乙烯（PVDF）压电性能,采用具有铁电性能的钛酸钡(BaTiO3)纳米颗粒为无机填料,通过静电纺丝技术制备BaTiO3/PVDF纳米复合纤维膜。借助扫描电子显微镜、全反射红外光谱、差示扫描量热法、X射线衍射以及脉冲电压测试等仪器对纤维膜的结构和性能进行了表征及分析,探索了不同添加量的BaTiO3对复合纤维膜结晶结构及压电性能的影响。结果表明：静电纺丝过程中静电力的拉伸和纳米BaTiO3的成核作用促进了PVDF具有压电性的β晶型的形成;当BaTiO3质量分数为10%,复合纤维膜的β晶型含量达到90.8%,纤维膜的输出电压值由20 V增加至50 V;制得的BaTiO3/PVDF复合纤维薄膜具有良好的压电性。     

聚偏氟乙烯/聚丙烯复合型疝气补片的制备

利用等离子体改性对普通聚丙烯(PP)织物进行表面处理,然后在织物表面涂覆氟橡胶黏合剂,并将其与聚偏氟乙烯(PVDF)静电纺纤维薄膜毡复合,研究了聚偏氟乙烯/聚丙烯复合型疝气补片的制备方法。结果表明:利用氦气对PP织物进行等离子体处理可提高其亲水性能;处理后PP织物表层的氧含量增加,碳含量降低,亲水性增强;最佳的等离子体改性参数为功率150 W,处理时间2 min。PP织物与PVDF纤维薄膜毡复合后,断裂强度增大,但断裂伸长率和厚度基本保持不变;复合补片的水通量为11.73 mL/min,能满足体液的正常传输;复合补片在温度为50℃以下无明显收缩,从尺寸稳定性角度来说用于人体是安全的。     

ES 纤维热风非织造布驻极性能初探

本论文对不同纤维细度和面密度的ES纤维热风非织造布进行电晕驻极处理,通过对比电晕处理前后的过滤效率,分析ES纤维热风非织造布的驻极性能;通过对比ES纤维热风非织造布与PP熔喷非织造布驻极后的表面电压变化情况,分析ES纤维的电荷存储稳定性。结果表明：热风非织造材料的纤维越细、面密度越大,材料的驻极效果愈好;ES纤维热风非织造布较PP熔喷非织造布,其即时电荷稳定性较差,但是长期的电荷稳定性较好。     

碳纳米管/聚偏氟乙烯纳米纤维膜的制备及其压电性能

为提高聚偏氟乙烯(PVDF)的压电性能,采用静电纺丝法将碳纳米管(CNTs)引入到PVDF纳米纤维膜中制备CNTs/PVDF纳米纤维膜,并组装成三明治结构的柔性压电传感器,探究CNTs质量分数对CNTs/PVDF纳米纤维膜压电性能的影响。借助扫描电子显微镜、X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、万能试验机以及数字示波器对纳米纤维的形貌、结构、力学性能及压电性能进行表征。结果表明:CNTs/PVDF纳米纤维膜具有良好的力学特性,CNTs的添加有利于晶体结构中β晶型的形成;当CNTs质量分数为5%时,CNTs/PVDF纳米纤维的晶体结构中β晶型含量最多,压电性能最强,此时柔性传感器的输出电压达到最大值7.5 V。     

口罩熔喷布的替代品综述

静电纺丝纳米纤维过滤材料具有很高的比表面积、孔隙率和通透性,更容易吸附分离微小粒子,可以作各种高精度、高性能过滤材料,具有广泛的应用前景。在口罩防护方面该材料主要靠物理作用,对颗粒物进行拦截,其对0.3微米的颗粒物的阻隔效率可以达到99%以上,而且不会因为潮湿等原因而失效,有望取代熔喷布,并解决口罩无法多次重复利用的问题。     

如何提升熔喷布过滤效率?

熔喷非织造布作为医用口罩的核心材料,其过滤效率直接影响口罩的防护效果。影响熔喷布过滤性能的因素很多,如纤维线密度,纤网的结构、厚度和密度等。但是,作为口罩的空气过滤材料,如果材料太紧密,孔隙太小,呼吸阻力太大,使用者无法顺利吸入空气,口罩也就失去了使用价值。这就要求过滤材料不仅要提高其过滤效率,还要尽可能地降低其呼吸阻力,而呼吸阻力和过滤效率是一对矛盾体。静电驻极处理工艺就是解决呼吸阻力和过滤效率这对矛盾体的最好办法。     

载药聚偏氟乙烯伤口敷料的制备及其性能

为获得轻薄柔软的伤口敷料,并使其具备优异的压电和抗菌性能,以聚偏氟乙烯(PVDF)为原料,掺杂不同质量分数的盐酸恩诺沙星(Enro),采用静电纺丝技术制备载药PVDF复合纳米纤维膜。分析了复合纳米纤维膜的形貌、化学结构对其压电性能、药物缓释和抗菌性能的影响。结果表明:PVDF质量分数为8%时,纤维平均直径为(753±128) nm,纤维网成膜良好,复合纳米纤维膜直径随着Enro质量分数的增加呈先增大后减小趋势;纺丝过程中PVDF由α晶型转变为β晶型,使纤维膜具备了压电性能,可产生9 mV的输出电压;当 Enro质量分数为15%时,纤维膜释药速度平稳、持续时间长且具备优异的抗菌性能,适合用作伤口敷料。     

抗菌聚丙烯熔喷材料的反应挤出法制备及其性能

为制备高效抗菌的医用材料，利用反应挤出工艺将氯胺前驱体甲基丙烯酰胺(MAM)通过自由基接枝到聚丙烯(PP)主链上，制备出改性聚丙烯接枝甲基丙烯酰胺(PP-g-MAM)母粒，然后通过熔喷纺丝制备得到熔喷材料并进行氯化处理，对其组成结构、耐热性、力学性能、表面形态、过滤效果和抗菌性能进行综合评价。结果表明：MAM成功接枝到了PP分子链上，且改性对PP的耐热性、熔喷材料的纤维形貌及力学性能影响较小；PP-g-MAM熔喷材料对粒径≥0.3μm的氯化钠气溶胶的过滤效率为98.6%,氯化熔喷材料的过滤效率下降4%～14%,但可通过电晕再驻极使过滤效率恢复到98%以上；在氯化溶液pH值为5且氯化时间为10 min时，氯化PP-g-MAM熔喷材料中的活性氯含量超过0.03%,其对金黄色葡萄球菌的抑菌率超过98%,且与大肠杆菌接触20 min后抑菌率超过99%。     

高性能聚偏氟乙烯中空纤维膜纺制

研究了聚偏氟乙烯中空纤维膜成膜机理，采用高分子添加剂，表面活性剂，非溶剂三混合复配成纺丝添加剂，可以得到高功能聚偏氟乙烯中空纤维多孔膜。