聚丙烯熔喷空气过滤材料表面仿生改性及性能

聚丙烯(PP)熔喷空气过滤材料的抗菌性能较差,细菌、霉菌等微生物会寄生于材料表面。文中利用仿生改性法,以单宁酸(TA)为抗菌改性剂、CuSO₄/H₂O₂为促进剂制备了具有优异抗菌性能的PP/TA熔喷空气过滤材料。分析讨论了TA改性溶液浓度和CuSO₄/H₂O₂促进剂的加入对PP/TA熔喷空气过滤材料结构与性能的影响。结果表明,CuSO₄/H₂O₂促进剂的加入将TA改性时间从24 h缩短至40 min,并增强了PP/TA熔喷空气过滤材料的改性牢度。当TA浓度为6 g/L时,PP/TA熔喷空气过滤材料相较于PP熔喷空气过滤材料其过滤效率和压降分别提升了2.7%和4 Pa,水接触角降低了17.5°;且TA改性对PP熔喷空气过滤材料的驻极性能并无影响,驻极后PP/TA熔喷过滤材料的过滤效率为95.56%,压降为38 Pa,且具备良好的抗菌性能。同时,CuSO₄/H_2<...     

溶剂溶胀对聚丙烯熔喷非织造布过滤性能的影响

通过跟踪测试表面电位和过滤效率,研究了聚丙烯熔喷非织造布驻极体空气过滤材料经不同溶剂浸泡后过滤性能的变化及其与驻极体电场的相关性.结果表明:聚丙烯熔喷非织造布的高过滤效率主要源于驻极体电场产生的静电效应,而过滤阻力的大小则由其本身的结构所决定;驻极体电场的稳定性依赖于溶剂的溶胀作用.根据Flory-Huggins的溶剂溶胀理论探讨了溶剂浸泡对材料电荷存储能力和过滤效率的影响规律.     

异丙醇处理对熔喷聚丙烯驻极体空气净化材料性能和结构的影响

本文通过测试过滤效率和阻力、热刺激放电谱、X射线衍射谱以及扫描电镜观测,研究了异丙醇浸泡和熏蒸对材料驻极体性能及微观结构的影响。结果表明,异丙醇浸泡与熏蒸都可以使材料中的电荷完全消失,但不会影响材料的晶相结构。浸泡后材料的剩余过滤效率比熏蒸后的高。浸泡与熏蒸对材料过滤阻力的影响不大。     

纳米SiO_2驻极体/聚乳酸复合熔喷非织造材料的制备及性能

采用纳米SiO_2为驻极体,经过表面改性与聚乳酸(PLA)复合,利用双螺杆挤出机制备了纳米SiO_2/PLA复合熔喷切片,并通过工业级熔喷生产线试制了纳米SiO_2/PLA复合熔喷非织造材料。利用FTIR分析了纳米SiO_2的表面改性效果,利用DSC分析了纳米SiO_2/PLA复合熔喷切片在熔喷快速冷却条件下的结晶性能,利用滤料综合性能测试台和SEM研究了纳米SiO_2/PLA复合熔喷非织造材料的过滤性能及微观形貌,最后采用质量损失法评估了纳米SiO_2/PLA复合熔喷非织造材料的降解性能。研究结果表明:经表面改性处理,纳米SiO_2表面附上了有机活性基团;在100℃/min的冷却条件下纯PLA的结晶分数较低,纳米SiO_2驻极体的加入有助于PLA的结晶;少量纳米SiO_2驻极体的添加可显著提高PLA复合熔喷非织造材料的过滤效率,其中质量分数0.75%的纳米SiO_2添加量可使过滤效率达到99.69%,接近商用高效空气过滤器(HEPA)级聚丙烯(PP)过滤效率;在中性水解环境下,纳米SiO_2/PLA复合熔喷非织造材料具备可降解性能,经8个月质量降解至79.57%。     

驻极体-增塑剂复合改性聚乳酸熔喷非织造材料的制备及性能

分别采用无机纳米SiO₂或一种商用有机助剂（O-electret）作为驻极体改性剂,并通过引入环氧大豆油（ESO）和聚乙二醇（PEG）作为增塑剂对聚乳酸（PLA）进行了复合改性,在传统工业熔喷生产线上制备了具有可生物降解特性的驻极体-增塑剂/PLA熔喷非织造复合材料。利用转矩流变仪和熔融指数仪测试了复合改性PLA切片的流动性,发现加入ESO和PEG能使熔融指数提高到110 g/10 min。利用DMA测试了驻极体-增塑剂/PLA熔喷非织造复合材料的力学性能,发现采用增塑剂改性后能显著提高材料的拉伸强度和塑性。利用滤料综合性能测试台测试了的驻极体-增塑剂/PLA熔喷非织造复合材料的过滤性能,结果显示,驻极改性能够使其过滤PM2.5的效率提高至86%及以上。利用SEM研究了驻极体-增塑剂/PLA熔喷非织造复合材料表面的微观形貌,结果表明,采用驻极体改性后,细纤维的比例显著增加;采用增塑剂改性使纤维更细更长,纤维间交错更加复杂。      

甲基丙烯酸酯接枝改性熔喷聚丙烯非织造布制备及性能研究

以熔喷聚丙烯非织造布为基材,甲基丙烯酸丁酯为单体,过氧化苯甲酰为引发剂,甲苯、吐温-80为表面活性剂,制备了甲基丙烯酸丁酯接枝改性熔喷聚丙烯非织造布(BMA-g-MBPP)。利用扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FT-IR)、X-射线光电子能谱(XPS)对接枝改性非织造布结构进行了表征;考察了反应温度、接枝反应时间、单体浓度、引发剂用量等参数对接枝效果的影响。结果表明,当反应条件适当时,最佳接枝率为15.8%,(BMA-g-MBPP)对甲苯的饱和吸附率为14.5g/g。     

空气过滤用驻极体纤维材料研究进展

驻极体纤维过滤材料是口罩、空气净化器、暖通空调系统过滤器等空气过滤产品的核心滤层材料，驻极纤维滤材可利用纤维与气溶胶颗粒间的静电力捕集气溶胶颗粒，表现出高效低阻过滤性能。文中介绍了驻极过滤材料的静电吸附机理、电荷表征方法，分析了驻极原料、驻极工艺和存放环境等影响驻极过滤材料电荷稳定性的因素，从构建复合膜结构、添加纳米颗粒两方面阐述了提升驻极材料带电能力和电荷稳定性的研究现状，最后提出了驻极体纤维过滤材料目前存在的问题及未来发展方向。     

空气过滤用电纺聚偏氟乙烯-聚丙烯腈/熔喷聚丙烯无纺布复合材料的制备及过滤性能

为开发高效低阻的空气过滤材料,采用静电纺丝技术制备了聚偏氟乙烯（PVDF）-聚丙烯腈（PAN）复合纳米纤维,并与聚丙烯熔喷非织造布复合制得高效复合过滤材料,研究了PVDF与PAN的质量比对溶液性质、表面形貌、比表面积、透气性和过滤性能的影响。结果表明,当PVDF与PAN质量比为3:5时,其溶液可纺性最好,所得纤维直径均匀,约为0.59 μm;利用BET比表面积分析仪测试可得其比表面积约为PVDF与PAN质量比为2:1时的两倍;利用滤料测试仪对PVDF-PAN/熔喷聚丙烯（PP）无纺布复合滤材的过滤性能进行测试,结果表明,静电纺PVDF-PAN纳米纤维层可显著提高聚丙烯熔喷非织造布的过滤性能,PVDF-PAN/熔喷PP无纺布过滤效率可达99.95%,明显高于熔喷无纺布的过滤效率（65%）,过滤阻力为77 mmH₂O（1 mmH₂O=9.8 Pa）,过滤品质因子达0.0987,远高于熔喷无纺布的过滤品质因子0.0168,过滤效果得到显著提升。      

阻燃聚酯非织造空气过滤材料的研究

讨论了阻燃聚酯非织造空气过滤材料的生产工艺参数对产品阻燃性能、力学性能、过滤效率和透气性的影响。结果表明，胶液中阻燃剂含量及喷胶压力是影响产品阻燃效果的重要因素，产品的力学性能随喷胶压力增大而提高；随纤维纤度增大，产品的透气性有所降低。     

金属橡胶组合滤材过滤性能实验研究

理想的液固相过滤材料应该是由多种不同过滤特性的材料组合而成,这种滤材能够最大程度地发挥滤材截留悬浮颗粒的能力,延长过滤材料的使用寿命。金属橡胶作为一种新型弹性多孔功能材料,自身诸多的性能优点使其适合制备各种过滤器。采用国际标准ISO16889-1999评定滤芯过滤性能的多次通过方法,详细研究和对比不同结构参数的金属橡胶组合滤材与整体式金属橡胶滤材的过滤性能。研究结果表明,由不同结构参数构成的金属橡胶组合滤材具有更加优异的过滤特性,在过滤效率相同的情况下,组合金属橡胶滤材过滤压降较低,流体的通过性能更好,在达到极限压降前能够容纳更多的污染物,滤材使用寿命大为延长,过滤性能得到充分的发挥。     

金属橡胶滤材过滤精度研究

金属橡胶是一种均质弹性的多孔功能材料,本身所具有的诸多特性使其特别适合于作为滤材。过滤精度是滤材的一项关键性能,是滤材分级和使用的依据,因此有必要对金属橡胶滤材过滤精度及其影响因素进行研究。对金属橡胶孔隙结构一定合理的简化基础上,引入毛细管束模型,推导出金属橡胶滤材水力直径公式,利用多次通过试验法建立金属橡胶过滤精度与其水力直径的关系,通过对实验数据的分析建立金属橡胶滤材过滤精度公式。结果表明该表达式准确地反映出金属橡胶滤材过滤精度的影响因素及其相互关系,为设计金属橡胶过滤器提供可靠的理论依据。     

Effect of fibrous filter properties on the oil-in-water-emulsion separation and filtration performance

Separation of secondary emulsions of dispersed droplet size less than 10 μm, by means of fibrous medium is a very complex but important process. The study investigates the influence of thin fibrous filter properties, i.e. surface energy, pore size and porosity on the separation performance of an isooctane in water emulsion (0.2%, mean drop size 2 μm). Experiments were carried out on five different filter media with a wide variation in their pore size (2-51 μm), surface energy (14-46 mN/m) and porosity (0.46-0.87) at similar process conditions. Filter media with different wettability are obtained by applying various hydrophobic and hydrophilic coatings. All the used coatings contain nanoparticles (25 nm) to impart nanoscale surface roughness at the single fiber surface. Besides emulsion properties and operating conditions, the phase separation mechanism and performance highly depends on pore size, surface energy and porosity of the filter media. More complete coalescence takes place at reduced pore size and at a surface preferentially wetted by the dispersed phase. Whereas when the pore size equals to the influent droplet size, then the surface wettability of filter is less effective and the separation mechanism is governed by inflow velocity. The emulsion inflow velocity and pressure drop are significantly affected by the filter media air permeability but do not depend on filter surface energy.     

长纤维高速过滤器的深层过滤过程与特性

以自行开发的长纤维高速过滤器为对象,通过在净水厂长期的过滤试验,从过滤器床层孔隙分布、床层内滤液浓度及各层比积泥量和水头损失沿滤层的变化等方面,详细分析了长纤维高速过滤器基于结构上独特特点而形成的积泥逐层向滤床深处推移,直至整个滤床"衰竭"的典型深层过滤过程与特征,为过滤技术的深度开发提供了依据.     

Mechanical and thermal properties of polypropylene reinforced with Alfa fiber under different chemical treatment

The interest in using natural fibers as reinforcement for thermoplastic polymers was attracted several studies covering both material science and green technology. The use of plant fiber requires the issue of compatibility between matrix and fibers. This study treat the effect of chemical modification (alkali treatment, etherification treatment and esterification treatment) on the Alfa fiber surface, and its impact on mechanical and thermal properties of composites. To this end, the percentage of fibers was fixed at (20 wt.%), and to evaluate the effect of each chemical modification in Alfa reinforced polypropylene (PP), based on the mechanical and thermal properties of composites. Composites containing chemically modified Alfa fibers were found to possess improved mechanical and thermal properties when compared to non-treated composite. The highest improvement in Young’s modulus was observed with esterified fibers, with a 35% increase. Thermal stability is best increased using etherification-treated fiber, with gains in the temperature up to 80 °C.     

化学改性对气体压力膨化孔洞聚丙烯膜的压电热稳定性和机电性能的影响

通过压电d33系数等温衰减测量、热刺激放电（TSD）技术及介电谐振谱分析，研究了孔洞PP原膜及其化学改性膜在经历相同的压力膨化和热处理工艺后的压电热稳定性和机电性能。对比性地研究了90℃膨化和RT膨化对孔洞PP膜压电热稳定性和机电性能的影响。结果表明：化学改性及热膨化工艺改善了孔洞PP膜的压电热稳定性和机电性能，且90℃膨化改性膜比RT膨化改性膜具有更好的压电热稳定性和机电性能。     

激光防护材料SmBO3的制备及其光学吸收特性

利用固相法制备了SmBO3粉体,讨论了煅烧温度对粉体合成及光学吸收特性的影响.结果表明:原料经800℃煅烧后,即可获得单相的三斜SmBO3,粉体呈不规则颗粒状,颗粒大小主要分布在500～600nm;1200℃煅烧后,三斜SmBO3完全转变为六方SmBO3,颗粒尺寸长大至1～2μm.反射率图谱表明,在1.05～1.15μm?长范围?两种晶?SmBO3粉体?光均存?较强的?收,并?在1.07μm波长附近反射率达最低值.红外图谱显示,三斜SmBO3在500～1400cm-1波数范围内,存在较为集中的吸收峰;六方SmBO3在944 cm-1(10.6μm波长)处的吸收峰宽化,并且吸收明显增强.因此SmBO3是一种能兼容1.06和10.6μm波长的激光防护吸收剂材料.     

聚对苯二甲酸乙二醇酯滤料超疏水表面的制备及性能

以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)滤料为基体材料,正硅酸乙酯(TEOS)和甲基三乙氧基硅烷(MTES)为改性剂,采用溶胶-凝胶法,制备超疏水性PET滤料。在此基础上,采用场发射扫描电子显微镜(FESEM-EDS)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和接触角测试仪研究PET滤料改性前后的微观形貌、表面组成以及接触角等参数。研究表明:改性前后滤料微观孔隙率基本不变,TEOS改性的PET(T-PET)滤料由于形成大量亲水性的—OH基团,呈现完全润湿性;MTES改性的PET(M-PET)滤料表面存在疏水性的—CH₃基团,呈现高疏水性;TEOS和MTES共同改性的PET (MT-PET)滤料表面由于大量疏水性的—CH₃基团,且有大量的含有—CH₃基团SiO₂纳米粒子沉积在纤维表面,降低了滤料表面能,形成纳米级粗糙、褶皱甚至凸起形态;MT-PET的静态接触角(WCA)为(158.8±1.2)°,流失角(WSA)为(6.9±1.5)°,达到超疏水状态。此外,通过喷涂湿粉尘和水中浸泡(室温)滤料对比试验,表明MT-PET滤料具有良好的自清洁性能与稳定性。综上,本文中MT-PET超疏水滤料的制备,对于高湿环境下的袋式除尘材料的研究开发具有潜在价值。      

SiO_2薄膜的微观结构与驻极体特性的相关性研究

SiO2驻极体具有优异的电荷储存能力,其具有器件制作工艺可与微机械加工技术兼容、适合集成化生产等优点,一直是微器件和传感器领域研究的热点。采用电晕充电和表面电位测试等技术研究了等离子增强化学气相沉积(PECVD)和电子束蒸发两种方法制备的SiO2薄膜的驻极体特性,发现PECVD方法制备的SiO2薄膜的驻极体性能明显优于电子束蒸发制备的SiO2薄膜。结合扫描探针显微镜、X射线衍射及激光拉曼光谱等技术对两种薄膜的结构分析表明,其性能差异与薄膜形貌和微观结构密切相关。PECVD方法制备的非晶SiO2薄膜由纳米级非晶颗粒组成,颗粒间存在大量无序度较高的界面,由此产生的"界面陷阱"是导致PECVD制备的SiO2薄膜具有更佳电荷存储稳定性的根本原因。