熔喷/纺粘复合非织造布过滤材料的研究

本文研究了熔喷/纺粘复合非织造布过滤材料的形态结构,物理机械性能和过滤性能。讨论了熔喷和纺粘工艺对聚丙烯纤维结构特性的影响。结果表明:熔喷纤维直径直方图呈对数正态分布,分子取向随纤维直径减小而增大。纺粘法纤维取向度比熔喷纤维高,纤维均匀。不同牵伸工艺对聚丙烯纤维的结晶变体有较大影响,复合材料具有独特的物理机械性能和过滤双重作用。     

聚四氟乙烯微孔膜/双组分熔喷材料复合空气滤材的制备与过滤性能

以聚四氟乙烯(PTFE)微孔膜作为过滤层,聚酯/聚丙烯(PET/PP)双组分熔喷材料作为支撑层,通过非织造热轧技术制备一种空气过滤器用PTFE微孔膜/(PET/PP)双组分熔喷材料复合滤材。讨论了复合滤材的制备工艺,并研究了过滤层(PTFE微孔膜)、支撑层(熔喷材料)和热轧工艺对复合滤材过滤性能的影响。结果表明:制备的复合滤材具有优良的过滤性能,随着双组分熔喷材料中聚丙烯(PP)纤维体积分数的增加,复合滤材的过滤阻力上升;复合滤材的过滤性能主要由PTFE微孔膜提供;热轧工艺对复合滤材的结构和过滤性能都有影响;当PET/PP双组分熔喷材料中PET纤维与PP纤维体积比为30/70、热辊温度为150℃、线速度为8 m/min、辊间压力为180N/cm2时,复合滤材的滤效达到99.95%,滤阻为350Pa。     

PVA-co-PE纳米纤维过滤膜的制备及性能表征

通过熔融挤出相分离法制备聚乙烯醇-乙烯共聚物(PVA-co-PE)纳米纤维,然后将纳米纤维涂覆到聚丙烯(PP)熔喷非织造布表面制备纳米纤维复合膜.表征了纳米纤维复合膜的表面形貌,分析了其孔径分布、接触角和力学性能随涂覆率的变化,并通过测量纳米纤维复合膜对CaCO3悬浮液的过滤效果,研究了其过滤性能和截留率.研究结果表明:表面涂覆PVA-co-PE纳米纤维后,PP熔喷非织造布的力学性能、亲水性能都有显著的提高;随着纳米纤维量的增加,膜的孔径分布更加均匀,平均孔径减小;涂覆150g纳米纤维悬浮液后,复合膜对CaCO3悬浮液的过滤效率最高可达到75.86%.     

改性二氧化钛/纺黏-熔喷非织造抗菌复合滤材的制备及性能

改性二氧化钛(TiO_2)纳米颗粒通过在线和离线法分别负载到聚丙烯熔喷和聚乙烯/聚酯皮芯型双组分纺黏非织造材料上,再将两种材料复合后可制备成高效抗菌的室内空气过滤材料。借助扫描电子显微镜和X射线衍射仪来表征其微观形貌和组成成分,并利用自动滤料仪、电子织物强力仪以及振荡法分别测试复合滤材的滤效和压降、力学性能以及抗菌性能。结果表明:改性TiO_2纳米颗粒被成功沉积在纤维表面,且不同TiO_2负载量会对纤维的形貌产生影响;复合滤材的纺黏层在强力拉伸中起主要作用;当纺黏材料和熔喷材料的TiO_2负载质量分数分别为20%和15%时,复合滤材的综合空气过滤性能较好,其在紫外光照条件下对大肠杆菌(E.Coli)和金黄色葡萄球菌(S.aureus)的抑菌率高达99.07%和99.27%。     

纳米纤维基可水洗口罩的制备及性能

以不同质量分数的聚酰胺酸(PAA)溶液为前驱体，采用静电纺丝法制备不同结构的PAA纳米纤维膜，并对其微观形貌进行表征。结果表明，当PAA的质量分数为20%时，静电纺纳米纤维表面光滑且直径均匀。测试不同面密度下PAA纳米纤维膜的过滤性能及力学性能，结果显示，面密度为5 g/m²的PAA纳米纤维膜具有较为优异的过滤性能及力学性能。进一步探究热交联工艺对聚酰亚胺(PI)纳米纤维膜成型的影响，并将逐级交联20 min处理后的PI纳米纤维膜与熔喷层、针织层复合，得到具有多层结构的纳米纤维防护口罩，结果表明，口罩的初始过滤效率高达98.1%,水洗30次后仍可保持81.8%的过滤效率。由此可见，PI纳米纤维膜具有优异的结构稳定性与过滤性能，对提升口罩的耐水洗性具有重要意义。     

熔喷非织造材料在空气过滤领域的技术发展研究

由于熔喷非织造材料在空气过滤方面具有高效、低阻、抗菌、节能的优势,使熔喷非织造材料的空气过滤市场越来越大。随着现代工业技术和世界经济全球化的发展,科学技术在熔喷非织造空气过滤材料上得到广泛应用,发展生物可降解熔喷材料、熔喷纳米纤维、双组份熔喷、驻极处理等代表了熔喷非织造空气过滤材料的技术发展方向。     

电气石/PP杂化熔喷滤料的驻极性能

基于纳米电气石的自发极化效应,提出了将纳米电气石与聚丙烯(PP)杂化纺丝制备熔喷非织造滤料的构思,以实现过滤材料"高效低阻"的理想过滤性能.研究了纳米电气石的各项性能,通过湿法改性,增强其与聚丙烯的相容性;然后用熔融共混法,制得含有纳米电气石的聚丙烯母粒;最后在熔喷机上纺丝成网,获得含有纳米电气石的聚丙烯熔喷非织造滤料.结果表明,纳米电气石的加入,极大降低了聚丙烯熔喷非织造滤料的过滤阻力,驻极稳定性也得到了很大的改善,可进一步制得高效低阻的空气过滤材料.     

纳米科技与高性能纤维材料

概要介绍了纳米科技在高分子纤维材料的性能优化、多样化、特种化以及后处理过程中的应用,多种纳米物质(包括粘土、金属氧化物、碳黑和碳纳米管)及它们对纤维材料结构与性能的影响,多种新型纤维(包括纳米复合纤维、纳米孔洞纤维和高分子纳米纤维)及它们的制备方法(尤其是高压静电纺丝工艺),以及纳米科技在纤维后处理过程中的应用.最后,还对今后纤维材料的发展动态提出了展望.     

羽毛纤维/聚丙烯熔喷滤芯的制备及其过滤吸附性能

提供一种利用废弃羽毛的方案,以解决现有废弃羽毛对环境污染的问题.先用Na2S2O5对羽毛纤维进行改性处理,以提高其重金属吸附能力,并用傅里叶红外光谱(FTIR)分析了改性前后羽毛纤维的结构变化.然后将羽毛纤维制成熔喷滤芯,并测试其对Pb2+的过滤吸附性能.结果发现,Na2S2O5可有效提高羽毛纤维对Pb2+的吸附能力,且改性羽毛纤维/聚丙烯熔喷滤芯相比于羽毛/聚丙烯熔喷滤芯和纯聚丙烯熔喷滤芯,在整个动态吸附过程中表现出了更好的过滤和吸附效果,并可通过调整熔喷工艺制备不同体积密度的羽毛纤维/聚丙烯熔喷滤芯.     

静电纺PLA/Ag-TiO_2纳米纤维膜的制备及性能

利用静电纺丝技术,将聚乳酸(PLA)和载银二氧化钛(Ag-TiO_2)进行混合纺丝,制备PLA/Ag-TiO_2复合纳米纤维膜。将制备的PLA/Ag-TiO_2复合纳米纤维膜应用于亚甲基蓝溶液的催化降解和空气过滤领域,研究其光催化、过滤和重复使用等性能。同时采用扫描电子显微镜(SEM)和能量色散X射线光谱仪(EDX)对纳米纤维膜进行表征。研究结果表明:当PLA/Ag-TiO_2纺丝液中PLA的质量分数为10%(Ag-TiO_2占PLA的质量分数为2%)时,制备的复合纳米纤维膜的纤维形态较好,纤维直径更加均匀;使用50mg复合纳米纤维膜光催化降解质量浓度为5mg/L的50mL亚甲基蓝溶液,反应时间达到80min时,亚甲基蓝降解率达到53.50%,纳米纤维膜重复使用5次后,依然保持良好的光催化性能;同时复合纳米纤维膜具有优异的过滤性能,其空气过滤效率最高达到95.70%。     

静电纺PAN纳米纤维膜强力对含油污水过滤性能的影响

采用静电纺丝法制备聚丙烯腈(PAN)纳米纤维膜,通过扫描电子显微镜(SEM)观察纳米纤维膜形貌与纤维直径,并分析了纳米纤维膜厚度、加入不同质量分数NaCl、接收滚筒转速、热轧和平板硫化热黏合对纳米纤维膜强力、伸长率和含油污水过滤性能的影响.结果表明:随着纺丝厚度的增加,纳米纤维膜强度呈线性增加趋势,伸长率呈先增加后减小趋势;加入NaCl对纳米纤维膜强力的影响不显著;接收滚筒转速越高,沿纤维排列方向的纳米纤维膜强力呈增加趋势,垂直纤维排列方向的则呈减少趋势,两个方向的纳米纤维膜伸长率均呈下降趋势;热轧和平板硫化热黏合是提高纳米纤维膜强力最有效的方式,热轧与平板硫化热黏合方式制备的复合纤维膜的断裂强力为50~60N,断裂伸长率为50%~75%,强力约是纳米纤维膜的60倍,强度是纯纳米纤维膜的10~20倍.此外,平板硫化热黏合的复合纤维膜乳化油截留率高达98.56%,高于聚偏氯乙烯(PVDF)商品超滤膜(97.00%),且纯水通量为4 004L/(m~2·h),因此,平板硫化热黏合复合纤维膜在水处理方面具有巨大的应用潜力.     

熔喷技术发展态势分析

熔喷技术是一种制备超细纤维非织造布的加工方法,熔喷非织造布具有比表面积大、孔隙小等优点,在工业、民用领域被广泛用于吸收材料、过滤材料、保暖材料、医用材料等。该文对熔喷技术的专利进行统计分析,用文献计量学方法展现了该领域的整体发展态势;同时结合文献报道,重点对熔喷纳米纤维的热点技术领域、重要专利权人进行了分析。     

PCL静电纺/熔喷复合材料的过滤性能

以六氟异丙醇(HFIP)为溶剂,进行聚己内酯(PCL)溶液静电纺丝.研究驻极对静电纺丝纤维直径的影响,探讨不同纺丝液挤出速率和质量分数下静电纺/熔喷非织造复合材料的过滤性能.研究表明,随着纺丝液质量分数和挤出速率的增大,复合材料的过滤效率下降.     

PLA/PAE仿鹅绒高效保暖材料的制备与工艺研究

针对传统保暖材料吸潮、易板结、易霉变、钻绒等问题,采用具有良好亲肤性、柔软性的聚乳酸(PLA)与聚酰胺弹性体(PAE)为原料,利用熔喷加工技术,将熔融超细纤维直接喷覆在25μm左右的支撑纤维上,制备具有鹅绒结构的高效保暖材料.熔喷超细纤维的细度主要分布在2~8μm之间,与羽绒绒朵纤维直径相似.材料中纤维直径小,孔径小,具有高孔隙率,表面能大,形成微小的空气囊,能够很好地滞留纤维材料表面及内部的空气,减少热量损失.材料的保暖效果优于鹅绒,且纤维在微观结构上具有羽绒绒朵表面类似的凹槽,此结构能够达到优异的吸湿排汗作用,大大提高保暖衣物的舒适性.     

熔喷材料超细纤维直径的测量方法探讨

在不同型号的光学显微镜上采集了多种熔喷材料图像,利用大律法全局阈值、LOG和CANNY算子边缘检测及边缘检测基础上的阈值分割对其进行处理,研究表明光学显微镜下熔喷材料的图像自动分析难以实现.针对扫描电镜(SEM)图片,提出一种基于边缘检测、图像分割、细化、线段连接后配对的熔喷超细纤维直径分布测试算法,验证试验表明该方法能准确地测量熔喷超细纤维的主体直径.     

用于白细胞过滤的非织造布滤材研制

以聚丙烯熔喷非织造布、聚丙烯纺丝成网非织造布作为白细胞过滤器的滤材,根据不同纤维直径、不同产品密度和不同层数的组合变化,得到在本实验条件下具有良好白细胞过滤效果的最佳组合.并使白细胞去除率达到96.90%,红细胞回收率达90%以上.通过对组合滤材过滤性能的理论分析,提出进一步提高白细胞去除率的研究方向.     

二氧化钛纳米纤维的制备及光催化性质研究

采用静电纺丝法制备了聚乙烯吡咯烷酮/钛酸正丁酯复合纳米纤维,经高温煅烧得到纯的TiO2纳米纤维材料并通过对罗丹明B的降解,研究了TiO2纳米纤维材料的光催化性能.结果表明,TiO2纳米纤维具有良好的光催化活性.     

灰色关联在过滤材料分析中的应用

文章对熔喷类、针刺类、复合类非织造过滤材料进行测试,并用灰色关联方法对非织造过滤材料的经济技术指标优选.     

电纺不同直径纳米纤维薄膜的空气过滤性能

使用静电纺丝的方法,制造出不同直径的纳米纤维薄膜,在低风速下进行空气过滤实验,建立初步分析模型,分析了纤维直径和过滤性能间的关系。实验表明,纳米纤维的直径和过滤效率并不是正比关系,而是在某个纤径尺寸范围存在这一个最优值。对于PM10颗粒,纤维直径分布在400-600nm范围内的纳米纤维薄膜的过滤效果较好。分析模型的建立将促进纳米纤维薄膜空气过滤研究。     

PAN/SWCNTs复合纳米纤维纱线的制备及其性能

采用改进的静电纺丝装置,分别制备了纯聚丙烯腈(PAN)纳米纤维纱线和不同单壁碳纳米管(SWCNTs)质量分数的PAN/SWCNTs复合纳米纤维纱线.利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、傅里叶红外-拉曼光谱仪和X射线多晶衍射仪分别对复合纳米纤维纱线进行了形貌和直径表征、分子结构分析、结晶结构分析,并测试了不同SWCNTs质量分数对复合纳米纤维纱线力学性能的影响.结果表明:不同SWCNTs质量分数的PAN/SWCNTs复合纳米纤维纱线均具有良好的形态且沿着纱线轴向有序排列;随着SWCNTs质量分数的增加,纱线和纤维的直径均呈现减小的趋势,并且纤维中的串珠增多;碳纳米管沿纤维轴向均匀分布;碳纳米管的加入没有产生新的特征峰,但PAN的峰值有所减弱或增强;碳纳米管的加入改变了PAN的结晶性能;当SWCNTs质量分数为5%时,复合纳米纤维纱线的拉伸强度达到最高值为24.25 MPa.