多孔超细醋酸纤维/涤纶非织造布复合滤材的制备及性能

采用静电纺丝技术,借助高挥发溶剂的制孔性,通过调控二醋酸溶液的浓度,制备了串珠状、条带状和圆柱状的多孔二醋酸超细纤维。通过扫描电镜观察纤维形貌,通过电导率仪测试纺丝液电导率,运用黏度计测试纺丝液黏度,利用滤料综合性能测试台测试纤维形貌、纺丝时间及空气流量对复合滤料过滤性能的影响。实验结果表明,随溶液浓度增加,多孔纤维形貌可由"串珠状"过渡到"条带状"最终变为"圆柱状",条带状纤维和圆柱状纤维有利于提高纤维的过滤效率,而串珠状纤维有利于降低复合滤料的过滤阻力;随着纺丝时间的延长,复合滤料的过滤效率和过滤阻力均呈增大趋势;随着空气流量的增加,复合滤料过滤效率略有降低,而其过滤阻力增加明显。     

空气过滤用静电纺聚苯乙烯/碳纳米管复合纤维膜的制备

采用静电纺丝技术制备聚苯乙烯(PS)超细纤维、PS/多壁碳纳米管(MWCNTs)复合纳米纤维,并对其纤维形态结构、直径大小及空气过滤性能进行了表征。通过PS纺丝溶液浓度变化调控制备纯PS纤维多孔膜,并通过在PS纺丝液中添加不同含量MWCNTs调控纤维形态结构。SEM分析结果表明PS/MWCNTs复合纤维表面形成"褶皱"型和"山峰"型纳米级突起,复合纤维表面的粗糙度明显增加,且纤维直径明显减小。空气过滤性能测试结果发现这种多级结构使复合膜的过滤效率相比光滑的纯PS纳米纤维膜大幅提高,过滤性能得到明显改善。在85L/min气流速度下,PS/MWCNTs复合膜过滤效率高达99.95%,空气阻力为374.6Pa。选择尺寸较粗的微米级PS纤维(~2μm)和相对较细的纳米级PS/MWCNTs复合纤维(~800nm)进行混纺,调节复合膜堆积密度可使得混纺膜空气阻力降低到235.4Pa,仍能保持高的过滤效率(99.68%)。     

静电纺醋酸纤维/PET复合过滤材料的制备及性能

采用静电纺丝技术将二醋酸纤维素纳米纤维直接沉积在聚对苯二甲酸乙二纯酯(PET)非织造布基材表面上,并在纳米纤维膜上覆1层PET无纺布,制备成三明治结构的复合滤材。研究了不同条件对复合过滤材料过滤性能的影响。结果表明:均匀纳米纤维有利于提高复合滤材的过滤效率而串珠纤维有利于降低复合滤材的过滤阻力;随着纺丝时间和电压的增大,复合滤材的过滤效率和过滤阻力都呈现增大的趋势;随着空气流量的增加,复合滤材的过滤效率几乎不变,但过滤阻力却呈现线性增大的趋势。当选择纺丝时间为60min,纺丝电压为18kV时所制备的串珠状复合纤维过滤材料,能对粒径0.5μm的颗粒达到99%以上的过滤效率。     

二醋酸纤维素多孔超细纤维的制备研究

以二氯甲烷/丙酮为溶剂,借助高挥发溶剂的制孔性,通过静电纺丝技术制备二醋酸纤维素多孔超细纤维。探讨了溶剂配比、溶液浓度对多孔超细纤维形貌的影响。通过扫描电镜观察纤维形貌,通过电导率仪测试纺丝液电导率,运用黏度计测试纺丝液黏度。结果表明,溶剂配比和溶液浓度是影响纤维形貌的重要因素。二氯甲烷体积比例由90%降低到30%的过程中,形貌由"柱状纤维"过度到"带状纤维"最终生成"颗粒状"。溶液浓度由2%(wt,质量百分数,下同)上升到5%时,形貌由"颗粒状"变为"带状纤维"最终生成有粗节的"柱状纤维"。     

PVDF/ZIF-8复合滤材的制备及其过滤性能研究

以聚酯纤维无纺布为接收基材,通过静电纺丝技术制备了包覆2-甲基咪唑锌盐(ZIF-8)纳米颗粒的聚偏氟乙烯(PVDF)/ZIF-8超细纤维过滤材料,系统研究了纺丝液浓度对PVDF纤维形貌的影响和不同纳米纤维复合膜克重的PVDF/ZIF-8复合滤材的过滤性能。研究表明:ZIF-8可显著降低PVDF/ZIF-8复合纤维的直径,最小平均直径可达(83±11) nm。在最佳纺丝条件下,随着纳米纤维复合膜克重的增加,纤维毡的过滤效率与阻力均增加。对于质量中值直径为0. 26μm的Na Cl气溶胶,PVDF/ZIF-8复合纤维毡的过滤效率为95. 910%时,阻力为47. 6 Pa;过滤效率为99. 534%时,阻力为111. 1 Pa。ZIF-8与纳米纤维结合形成的超细纤维复合毡,为低克重节能滤材的研制提供了新的思路。     

交叉静电纺聚氨酯/聚丙烯腈高效低阻空气过滤膜的制备研究

采用多喷头静电纺丝技术,将聚氨酯(PU)和聚丙烯腈(PAN)纺丝喷头交叉排列,制备了PU/PAN复合空气过滤膜。通过改变PU/PAN喷头比例来调控复合膜结构,探究了PU/PAN喷头比例对复合膜形貌、过滤性能和力学性能的影响。结果表明:当PU/PAN喷头比例为2∶2时,PU和PAN纳米纤维呈交错排列,复合膜过滤效率高达96.29%,过滤阻力仅为93Pa;断裂强度为纯PAN膜的两倍。     

凹凸棒石-聚丙烯腈复合静电纺丝膜的制备与表征

采用3种改性剂对凹凸棒石进行表面改性,然后通过静电纺丝技术制备凹凸棒石-聚丙烯腈(ATP-PAN)复合纳米纤维膜,研究改性剂对复合膜结构和空气过滤性能的影响,优化ATP-PAN复合膜材料的静电纺丝制备工艺。结果表明,经十八烷基三甲基溴化铵和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷联用改性后的凹凸棒石纳米棒在复合纳米纤维膜中的分布较优。以邻苯二甲酸二辛酯(DOP)气溶胶颗粒为目标过滤物,发现凹凸棒石使复合膜的空气过滤效率达到98. 670%,压降仅为106. 7 Pa,品质因数为0. 407 3 Pa~(-1),表明以凹凸棒石为功能添加剂的复合纳米纤维膜材料在空气过滤领域具有良好的应用前景。     

静电纺聚乳酸纳米纤维复合滤料的过滤性能研究

将聚乳酸颗粒加入到质量比为8:2的三氯甲烷与N-N-二甲基甲酰胺的混合溶剂中,室温下配置质量分数为10%的纺丝液,采用静电纺丝法制备了平均直径在620nm左右的聚乳酸纤维。以聚乳酸熔喷非织造布为基布,通过控制纺丝时间的不同得到了负载不同厚度纳米纤维层的可生物降解的复合过滤材料。通过对各试样的孔隙率、孔径及孔径分布、过滤效率的测试发现:随着纺丝时间的增加,复合材料孔隙率不断下降,孔径不断减小,纺丝3h时,孔径基本减小到原先的一半,且分布相对集中,大大地提高了普通过滤材料的过滤效率。     

静电纺聚丙烯腈复合滤料的制备与性能

将聚丙烯腈粉末加入到N,N-二甲基甲酰胺中,制备12%(wt,质量分数)的纺丝液。以聚丙烯熔喷非织造布为基布,通过改变纺丝时间,制得不同厚度的复合滤料。通过扫描电子显微镜观察熔喷布和纳米纤维的外观形貌,并对复合滤料的孔径、孔径分布、过滤效率、透气性进行表征。结果表明:采用静电纺丝的方法纺制了平均直径为220nm的聚丙烯腈纳米纤维。随着纺丝时间的增加,复合滤料的孔径不断减小,过滤效率逐渐提高,透气性下降。当纺丝时间为60min时,复合滤料的孔径尺寸集中分布在2~5μm,对粒径"≥1.0μm2.0μm"颗粒的过滤效率为99.85%,压力降为200Pa,符合医用防护口罩技术要求,过滤性能达到2级。     

复合结构防护口罩材料的制备及性能研究

利用静电纺丝技术,在粘胶水刺非织造基表面沉积时长分别为9 min、11 min、13 min、17 min、21 min、25 min、29 min,质量分数为13％的醋酸纤维素(CA)载药纳米纤维,药物为没食子酸(GA),再在表层覆盖丙纶纺粘非织造布,作为复合结构防护口罩材料.采用扫描电镜对非织造布及载药纳米纤维膜进行形貌表征,测试其孔径大小及分布,并进行了过滤效率、过滤阻力、抗菌性能测试.结果表明:在实验范围内,纳米纤维连续均匀,负载药物后的纳米纤维比纯CA纳米纤维直径稍粗,但直径更加均匀;随纺丝时间延长,复合结构材料孔径变小、孔径分布更均匀;并且对1μm以下的粒子的过滤效率从24.12％提高到69.76％左右,但对过滤阻力影响不大;复合结构材料对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌圈宽度分别达到1.40 cm和2.30 cm,具有良好抗菌抑菌性能.     

静电纺PU/PANI纳米纤维膜制备及性能研究

以聚苯胺(PANI)和聚氨酯(PU)等为原料,采用静电纺丝技术,成功制备PU/PANI纳米纤维膜。采用SEM扫描电镜研究了PU/PANI配比、纺丝液浓度、挤出速度等对纤维形貌与结构的影响,并研究了其力学性能、过滤性能以及电学性能。结果表明,当PU/PANI质量配比为10∶1,纺丝液质量浓度为8%,挤出速度为6mL/h时,纺丝效果最佳,制得纳米纤维直径分布较为均匀,约为300~500nm。添加一定量的PANI可提高纺丝液电导率,有助于改善静电纺丝效果,降低纳米纤维直径;PU/PANI纳米纤维膜阻抗比纯聚氨酯纳米纤维小2个数量级,具有优良的抗静电性。在32L/min流量下,对0.3μm的粒子,过滤效率达96.0%以上,是一种优异高效抗静电过滤材料。在易燃易爆、安全过滤、特种工况防护服装中具有潜在的应用前景。     

纳米Ag-聚乙烯醇缩丁醛静电纺丝复合纳米纤维的制备及性能

采用静电纺丝技术制备纳米Ag-聚乙烯醇缩丁醛（PVB）复合纳米纤维,获得一类过滤性能和抗菌性能优异的空气过滤材料。采用TEM分析纳米Ag的形貌,采用SEM、FTIR和XRD等表征手段研究纳米Ag-PVB复合纳米纤维的微观形貌、化学结构以及结晶行为,并对其空气过滤性能、透气性能和抗菌性能进行了研究。结果表明：以乙醇为溶剂,当PVB含量为10wt%、纳米Ag含量为0.25wt%时,得到的纤维尺寸均一,平均直径为542.14 nm。性能测试结果表明,纺丝最佳时间为10 min,纳米Ag-PVB复合纳米纤维对PM2.5过滤效率为99.99%,过滤阻力为16 Pa,透气率为155.0 mm/s,并且对大肠杆菌表现出优异的抗菌性能,其抑菌率为95.52%。     

干法纺多孔二醋酸纤维的制备及表征EI北大核心CSCD

为制备高比表面积且环境友好的纤维材料,以二醋酸纤维素(CDA)为溶质,二氯甲烷/丙酮为复配溶剂,通过干法纺丝工艺制备了多孔二醋酸纤维。探讨了质量分数、溶剂配比对干二醋酸纤维纺丝液流变性能的影响,并通过扫描电子显微镜、三维景深显微镜、全自动比表面积及孔隙度分析仪,对所制备多孔纤维形貌进行了表征,分析了纺丝液性能对纤维形貌的影响。结果表明,随着浓度提高,纺丝液表现黏度上升、非牛顿指数下降、结构黏度增大;复配溶剂体系中,随着二氯甲烷含量提高,纺丝液表现黏度和表面张力有所上升;而随着浓度增大及二氯甲烷含量下降,导致不易形成多孔纤维。     

干法纺多孔二醋酸纤维的制备及表征

为制备高比表面积且环境友好的纤维材料,以二醋酸纤维素(CDA)为溶质,二氯甲烷/丙酮为复配溶剂,通过干法纺丝工艺制备了多孔二醋酸纤维。探讨了质量分数、溶剂配比对干二醋酸纤维纺丝液流变性能的影响,并通过扫描电子显微镜、三维景深显微镜、全自动比表面积及孔隙度分析仪,对所制备多孔纤维形貌进行了表征,分析了纺丝液性能对纤维形貌的影响。结果表明,随着浓度提高,纺丝液表现黏度上升、非牛顿指数下降、结构黏度增大;复配溶剂体系中,随着二氯甲烷含量提高,纺丝液表现黏度和表面张力有所上升;而随着浓度增大及二氯甲烷含量下降,导致不易形成多孔纤维。     

静电纺丝制备竹纤维素/PAN超细纤维及应用EI北大核心CSCD

利用氯化锂/N,N-二甲基乙酰胺(LiCl/DMAc)溶剂体系先后溶解竹纤维素和聚丙烯腈(PAN),配成纺丝液,采用静电纺丝技术成功制备出直径为130 nm^450 nm的竹纤维素/PAN超细纤维。通过研究竹纤维素/PAN超细纤维平均直径与纺丝参数关系发现,该超细纤维的平均直径随着竹纤维素浓度的增大而增大,随纺丝电压的增大而减小,随纺丝距离的增大而减小,且最佳纺丝参数是竹纤维素质量分数为0.8%,纺丝电压为16 kV,接收距离为14 cm。采用该复合纤维制成夹心净化材料并做过滤测试发现,其过滤效率随着夹心层中超细纤维的膜密度和浊液的起始浊度值增加而增大,最大过滤效率可达99.5%。     

静电纺丝制备竹纤维素/PAN超细纤维及应用

利用氯化锂/N,N-二甲基乙酰胺(LiCl/DMAc)溶剂体系先后溶解竹纤维素和聚丙烯腈(PAN),配成纺丝液,采用静电纺丝技术成功制备出直径为130 nm~450 nm的竹纤维素/PAN超细纤维。通过研究竹纤维素/PAN超细纤维平均直径与纺丝参数关系发现,该超细纤维的平均直径随着竹纤维素浓度的增大而增大,随纺丝电压的增大而减小,随纺丝距离的增大而减小,且最佳纺丝参数是竹纤维素质量分数为0.8%,纺丝电压为16 kV,接收距离为14 cm。采用该复合纤维制成夹心净化材料并做过滤测试发现,其过滤效率随着夹心层中超细纤维的膜密度和浊液的起始浊度值增加而增大,最大过滤效率可达99.5%。     

二醋酸/有机改性蒙脱土复合多孔纤维的制备及其染料吸附性能

利用高挥发溶剂,采用静电纺丝技术,通过在二醋酸(CA)纺丝液中添加不同质量分数(0%、1%、2%、3%和4%)的有机改性蒙脱土(O-MMT),制备CA/O-MMT复合多孔纤维膜,通过对亚甲基蓝染料的吸附,比较纤维膜的吸附性能。通过电导率仪和黏度计分别对纺丝液的电导率和黏度进行测试;利用扫描电镜分析O-MMT加入量对制备的复合纳米纤维形貌的影响;利用傅里叶变换红外光谱证实CA/O-MMT复合多孔纤维膜的复合结构;采用透射电镜观察O-MMT在纤维中的分布;通过紫外-可见分光光度计测量复合纤维膜对染料的吸附性能。结果表明:随着O-MMT含量的增加,纤维直径变细,纤维珠节增加,但纤维膜对亚甲基蓝染料的吸附性能提高;且反应温度的升高有利于复合纤维膜对亚甲基蓝染料的降解;酸性条件不利于复合纤维膜对亚甲基蓝染料的降解。     

静电纺PAN/PVP亲水纳米纤维膜的制备及其空气过滤性能研究

相较于传统纤维材料，纳米纤维膜因其高比表面积和超细孔隙率更适合用作空气过滤材料，此外传统的聚丙烯(PP)过滤材料亲水性差，水汽易聚集从而降低其过滤性能；针对传统空气过滤材料亲水性差的问题，基于静电纺丝的方法，以聚丙烯腈(PAN)和强亲水性的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为纺丝原料，制备了PAN/PVP纳米纤维膜，探讨了亲水材料PVP对其纳米纤维膜亲水和过滤性能的影响。采用傅里叶红外光谱、扫描电镜表征了纳米纤维膜的结构，由于亲水性材料PVP的引入，纺丝时纤维中静电导通性好，纺丝液能很好地被拉伸，使纤维直径变小，PVP添加质量为30%时纳米纤维膜的平均直径最小为358.12nm;此外，PVP的引入提高了纳米纤维膜的亲水性能，PVP添加质量为40%时其静态接触角为(11.5±2.5)°;但纳米过滤膜亲水性的增加会影响其过滤效率，PVP添加质量为10%时纳米纤维膜的过滤效率最高为83.4%±3.6%,纤维膜克重为1.17g/m²时品质因子最高为0.10Pa^-1,纳米纤维膜具有优异的循环稳定性，300min内过滤稳定性好且过滤压力较低，可应用于对循环过滤性能...     

空气过滤用微纳米聚丙烯腈/皮芯型聚乙烯-聚丙烯双组分纤维多层复合材料的制备与性能

采用静电纺丝技术将聚丙烯腈(PAN)纳米纤维收集在皮芯型聚乙烯-聚丙烯(PE-PP)双组分微米纤维网上,制备PAN/PE-PP单层复合纤维网,再将多个单层复合纤维网层层堆叠,经热黏合加固,制备PAN/PE-PP多层复合空气过滤材料,研究了PAN/PE-PP复合纤维网的层数和纺丝时间对其孔径及过滤性能的影响。结果表明:多层复合的方式可得到与单层复合材料相似的孔径参数,但两种材料的孔道结构不同。在总面密度和总纺丝时间一定时,当PAN/PE-PP复合纤维网的层数大于10层时,PAN/PE-PP多层复合过滤材料的过滤效率和品质因子Q_F均明显大于PAN/PE-PP单层复合过滤材料,阻力略微增大;其中,相较PAN/PE-PP单层复合过滤材料,20层PAN/PE-PP复合过滤材料对≥0.3 μm颗粒的过滤效率提高了33%,阻力增加了5 Pa,Q_F值提高了30%。当总面密度和层数一定时,延长静电纺丝时间≥210 min,20层PAN/PE-PP复合过滤材料对颗粒的过滤效率可提高至90%以上,但阻力也急剧增大,因此静电纺丝时间为210 min的PAN/PE-PP多层复合材料的过滤性能最佳。因此,与相同面密度的PAN/PE-PP单层复合过滤材料相比,PAN/PE-PP多层复合过滤材料的过滤性能明显提高;微纳米纤维多层复合法是制备高效低阻复合空气过滤材料的有效方法。      

高比表面积多孔二醋纤超细纤维的制备研究

借助高挥发溶剂引发的热致相分离原理,以二氯甲烷/丙酮为溶剂,通过静电纺丝技术制备二醋酸纤维素多孔超细纤维。通过正交试验,对影响二醋酸超细纤维比表面积的5个主要因素(溶剂配比、溶液浓度、纺丝电压、接收距离和纺丝速度)在4个水平上进行了优化筛选。以纤维的比表面积为考察目标,获得了最佳纺丝工艺条件:二氯甲烷∶丙酮=7∶3,纺丝速度为1mL/h,接收距离为10cm,纺丝电压为24kV,纺丝浓度为3.5%(质量分数)。在5个因素中,溶剂配比对纤维比表面积的影响最为显著。且经过优化,最终得到了比表面积为(23.1694±0.3256)m~2/g的多孔超细二醋酸纤维。