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...     

静电纺聚丙烯腈纳米纤维膜的制备及性能研究

目前,采油废水随着石油开采难度的增加,治理难度也相应提高。采用静电纺丝技术,以聚偏氟乙烯(PVDF)、聚丙烯腈(PAN)为原料,N,N-二甲基酰胺(DMF)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂,制得了不同比例的PVDF/PAN纳米纤维膜。并对所做出来的PVDF/PAN纳米纤维膜的形貌和性质进行表征,优选出了最佳比例,在最佳质量比PVDF∶PAN=3∶2的基础上,优选出质量分数12%的PVDF/PAN纳米纤维膜进行实验。结果表明:此膜对采油废水的处理效果显著。     

电纺制备聚丙烯腈/聚偏氟乙烯复合纤维膜及其空气过滤性能

以聚偏氟乙烯(PVDF)为芯层,聚丙烯腈(PAN)为皮层,通过同轴法静电纺丝技术制备PAN/PVDF纳米复合纤维膜。通过向纤维膜的皮层中加入纳米硅粉、气相白炭黑、硅溶胶三种不同的纳米粒子和改变皮芯层溶液挤出速度对PAN/PVDF纳米纤维膜进行结构优化。同时,采用BET、SEM、水接触角、纤维强度仪等对纤维膜的孔结构参数、表面形貌、亲水性、力学性能等进行研究。结果表明:在皮层中加入硅溶胶后的溶液导电能力达到32.90 μL/cm,PAN/PVDF纤维膜力学性能最好,纵向断裂强度达到13.02 MPa。含有硅溶胶的口罩布的品质因子达到0.0236,远大于纯聚丙烯(PP)无纺布的品质因子(0.0127),过滤性显著提高。      

静电纺PET纤维膜对空气的过滤性能研究

通过控制电纺时间制备了6种不同厚度的静电纺PET纤维膜,采用扫描电子显微镜和全自动透气量仪分别对纤维膜的微观形貌和透气性进行了分析研究,并将纤维膜与空调扇结合制成简易的空气净化器,在1m3的实验室中测试其对空气中颗粒物在特定条件下的过滤性能。结果表明,在一定时间范围内,随着纺丝时间的增加,提高纤维的含量可以提升纤维膜对空气中颗粒物的过滤效果。     

溶液吹纺分级结构氮化硼纳米片/聚丙烯腈纳米纤维膜用于高效空气过滤

空气中的污染物颗粒(PM)已经成为一个严重的环境问题,因此急需开发高效的空气过滤器。在本研究中,利用溶液吹纺(SBS)和雾喷技术,采用高横纵比的氮化硼纳米片(BNNSs)对聚丙烯腈(PAN)纳米纤维膜的表面进行雾喷改性,建立起分级结构,从而提高纳米纤维膜的比表面积,有效捕捉PM污染物。研究结果显示,具有分级结构的4-BNNSs/PAN空气过滤膜对PM2.5的过滤效率为95.13%,压降为34 Pa,与纺丝时长相同的PAN过滤膜相比,过滤效率提高了9.46%,而压降只提高了13 Pa,综合过滤表现更佳。本研究表明,通过将高比表面积的BNNSs雾喷到PAN纳米纤维膜的表面,构建分级结构的BNNSs/PAN复合膜是开发新型空气过滤膜的实用改性技术。     

静电纺纳米纤维膜在空气过滤领域的研究进展

介绍静电纺丝技术的原理及纳米纤维膜过滤机理,重点阐述纳米纤维膜、复合纳米纤维膜及功能型纳米纤维膜在空气过滤领域的发展状况,总结静电纺纳米纤维膜在产业化中面临的问题和未来发展趋势。认为低成本、高强度、功能化的静电纺纳米纤维膜是今后的发展趋势。     

纳米纤维素增强聚乙烯醇/水性聚氨酯静电纺膜的研究

采用TEMPO(2,2,6,6-四甲基哌啶氧化物自由基)氧化纤维素纳米纤维(TOCNs)作为聚乙烯醇(PVA)/水性聚氨酯(WPU)静电纺膜的增强剂。研究中使用拉伸实验研究TOCNs的增强作用,此外还使用扫描电子显微镜、红外光谱仪、热重分析仪及差示扫描量热仪等对静电纺膜进行结构性能表征。扫描电镜观察发现当纳米纤维素加入量为5%(质量分数)时,其在聚合物基质中分散良好,所得静电纺纳米纤维保持了良好的形态。此外,加入5%(质量分数)的纳米纤维素能够将材料的抗张强度提高44%,且纳米纤维素的加入对材料的热稳定性也有一定的改善,纳米纤维素起到一种纳米填料的效果。鉴于PVA、WPU、TOCNs均为亲水性,无毒且具有生物相容性的物质,所得静电纺膜在组织支架及伤口护理材料等方面具有潜在应用。     

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。     

空气过滤用静电纺纳米纤维材料的研究进展

介绍了静电纺丝技术在空气过滤方面的应用,回顾了纤维过滤材料的发展历史,并详细阐述了静电纺纳米纤维毡、复合型纳米纤维毡和抗菌性纳米纤维毡等过滤材料在国内外的研究进展。     

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。      

静电纺纳米/亚微米纤维膜对染料的过滤性能研究

为了获得能够高效处理印染废水中有毒染料的分离膜,采用静电纺丝技术制备了具有亚微米级直径的聚砜(PSF)纤维膜和纳米级直径的尼龙6(PA6)纤维膜,通过SEM、孔径分析测试仪、接触角测量仪、电子强力仪和紫外可见光分光光度仪测试并分析了此两种纤维膜的孔隙结构、润湿性、力学性能及对分散蓝2BLN悬浮液和弱酸性蓝N-RL水溶液的过滤性能.结果表明,静电纺PA6纤维膜和PSF纤维膜的孔隙结构都属于微滤膜范畴,孔隙率均高于80%,其中PSF纤维膜对水具有较强的抗润性,而PA6纤维膜具有优良的润湿性,并且其力学性能明显优于PSF纤维膜.在0.1 MPa死端恒压过滤条件下,连续过滤1h后,两类纤维膜对分散蓝2BLN的截留率均达到94%以上,对弱酸性蓝N-RL的截留率均小于36%,但是均具有较高的过滤通量并且逐渐趋于一致.     

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。     

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。     

静电纺PA6/CTS/LiCl纳米纤维膜的制备研究

采用静电纺丝技术制备聚酰胺6(PA6)/壳聚糖(CTS)/氯化锂(LiCl)纳米纤维膜,考察了CTS、PA6及LiCl添加量对纳米纤维膜形貌、直径分布的影响。通过场发射扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪对纳米纤维膜的微观形貌及表面官能团进行分析。结果表明:在PA6添加量为1.8g、CTS添加量为0.3g、LiCl添加量为0.12g的条件下,纺丝效果最佳,纤维平均直径为103nm。傅里叶变换红外光谱分析表明PA6/CTS/LiCl纳米纤维膜具有PA6和CTS的特征吸收峰,PA6/CTS/LiCl纳米纤维膜有望作为滤膜材料使用。     

静电纺多孔/无孔二醋纤复合膜的制备及过滤性能研究

采用静电纺丝技术,借助高挥发溶剂的制孔性,制备了多孔超细二醋酸纤维。通过调控纺丝过程中多孔超细二醋酸纤维和无孔纳米二醋酸纤维的比例,制备了不同交叉结构的多孔超细/无孔纳米二醋纤复合膜。通过扫描电镜观察纤维膜的形貌,利用电导率仪测试纺丝液电导率,运用黏度计测试纺丝液的黏度,利用多孔材料孔径分析仪测试复合膜的孔径分布,通过滤料综合性能测试台测试不同空气流量下复合膜的过滤性能。结果表明:随着无孔纳米纤维在复合膜中比例的增加,复合膜的孔径分布范围变窄,孔径减小,堆积密度增加;过滤效率和过滤阻力都呈增大的趋势;当纺丝过程中,多孔超细纤维与无孔纳米纤维纺丝针管数目比例为1∶2时,所制备的复合膜具有最好的品质因数,在空气流量为80L/min时,其过滤阻力仅为280Pa,过滤效率可达99.472%。     

静电纺丝法制备聚丙烯腈/聚醋酸乙烯酯复合纳米纤维膜

采用静电纺丝法制备了聚丙烯腈(PAN)/聚醋酸乙烯酯(PVAc)复合纳米纤维膜。利用原子力显微镜(AFM)、电子显微镜(SEM)分析了纤维的直径分布、整体形貌及单根纳米纤维的表面形貌;利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)分析了PAN、PAN/PVAc、PVAc纳米纤维膜的化学组成;同时借助热重(TG)分析了PVAc的加入对复合纤维膜热性能的影响。结果表明,当m(PAN)∶m(PVAc)=5∶5、质量分数为10%时,所得纤维膜最有利于制备聚合物电解质膜;PAN与PVAc之间产生配位键,从而提高了纤维膜的热性能。     

静电纺精密过滤用聚醚砜/聚乙烯醇纳米纤维膜的制备:交联体系的影响研究

为了有效滤除输液剂中的不溶性微粒,采用静电纺丝技术制备聚醚砜/聚乙烯醇(PES/PVA)纳米纤维基膜,然后选用戊二醛-水-乙醇、戊二醛-水-丙酮和戊二醛-水-丙三醇三种体系对基膜进行交联处理,制备了PES/PVA微孔滤膜。利用扫描电镜观察微孔膜的表观形貌,利用接触角测试仪测试微孔膜的亲水性能,利用靛蓝颗粒模拟药液中的不溶性微粒,测试PES/PVA微孔膜的过滤效果,探究了溶剂体系和配比对微孔膜表观形貌、亲水性和过滤性能的影响。结果表明:交联体系为戊二醛-水-乙醇时,水和乙醇的体积比为70∶30时,PES/PVA微孔膜的过滤效果最佳,通量为31.0m3/(m~2·h),截留率为63.02%,可用于临床上药液的精密过滤。     

静电纺壳聚糖/聚乙烯醇纳米纤维膜的制备及表征

通过静电纺丝技术首次将溶解在1%(体积分数)超低浓度乙酸溶液中的3%(wt,质量分数,下同)壳聚糖(CS)与溶解在去离子水中的11%聚乙烯醇(PVA)溶液进行混合,在20～22kV高压静电场下制备出直径在70～300nm之间、CS含量高达60%,具有均匀结构的CS/PVA纳米纤维膜。通过旋转流变仪、扫描电镜、X射线衍射仪、红外光谱、热重分析和万能试验机等手段对其混合溶液进行表征。结果表明:CS/PVA纳米纤维膜的形貌与CS和PVA的混合比例有关,当CS含量低于60%时,纤维形貌良好,当CS含量高于60%时,纤维中存在有液滴以及纺锤体。另外,CS与PVA之间存在强有力的氢键作用并具有很好的相容性,PVA可以降低壳聚糖的结晶性利于静电纺过程的进行;并且该CS/PVA纳米纤维膜具有较好的热稳定性和弹性,随着PVA比例的增加其最大拉伸强度可达到9.98MPa。     

聚丙烯腈基静电纺纳米碳纤维的制备及拉伸强度测定

采用DMSO/H2O混合溶剂法制备两种不同分子量聚丙烯腈(PAN),将PAN配成纺丝液高压静电纺丝制备纳米纤维毡,然后预氧化和碳化;通过热重、红外光谱、电镜等分析手段对纤维毡、预氧化纤维毡和碳纤维毡进行表征,研究热处理过程中的PAN纳米纤维毡的失重情况、结构变化;采用电子万能试验机对不同纳米纤维束拉伸强度进行测量和分析,相关数据可为静电纺纳米碳纤维毡的制备应用提供方向参考和数据支持。