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%。     

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。     

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.     

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%.     

空气净化用角蛋白非织造材料的制备及性能

为实现空气过滤材料既能过滤微细颗粒物又能去除有害气体的多功能化，采用非织造工艺和冷冻干燥技术相结合的方式，制备双组分热熔黏结(ES)纤维和角蛋白再生纳米纤维双峰纤维嵌合结构的多功能空气过滤非织造材料。以聚丙烯/聚乙烯(PP/PE)双组分纤维为原料，经过杂乱凝聚成网技术制备蓬松纤维网，再分别经针刺、热风加固技术加工获得非织造材料；采用浸渍和冷冻干燥技术使角蛋白纳米纤维均匀生长于非织造材料内部，制成具有双峰纤维嵌合结构的非织造过滤材料。结果表明，经角蛋白纳米纤维嵌合的非织造材料的过滤效率由27.9%增加至93.9%,甲醛去除效率达54.2%。     

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.     

MEM纳米复合非织造材料的过滤性能

为了研发高效低阻过滤材料,采用正交设计的试验方法,研究了纳米纤维直径、纳米纤维材料的厚度和不同熔喷材料对熔喷-静电纺-熔喷(MEM)纳米复合非织造材料过滤性能的影响.结果表明,纳米纤维材料的厚度和纳米纤维直径对材料的过滤性能影响最大,通过复合一层很薄的纳米纤维膜(0.029~0.116μm),熔喷材料的过滤效率从38.100%提高到99.429%以上,品质因数提高近2倍.该材料能够有效拦截空气中的PM2.5和病毒等微小有害粒子,可应用于高性能防护口罩.     

静电纺沟槽结构亚微米纤维复合膜的过滤性能

采用静电纺制备了沟槽结构亚微米纤维膜,使用两层聚丙烯(PP)熔喷非织造布作为支撑材料,得到"三明治"沟槽结构亚微米纤维复合膜.对沟槽结构亚微米纤维复合膜的物理特征及过滤效率进行表征,并分析面密度与过滤效率之间的关系.研究表明:沟槽结构亚微米纤维复合膜的过滤效率可以达到98.55%,而压降仅为195Pa;随着面密度的增加,沟槽结构亚微米纤维复合膜的过滤效率先增加后趋于平缓,压降上升,品质因数先上升后下降.     

PP/PLA盆底复合补片的制备与性能

以医用聚乳酸(PLA)切片为原料,采用静电纺丝技术制备PLA纤维膜,然后将其作为隔离层直接喷到两种不同的聚丙烯(PP)经编网眼结构网片上,制备PP/PLA盆底复合补片.对PP/PLA复合补片的表观形态、纤维直径、孔径、亲水性、断裂强力,以及PLA纤维膜与PP补片间的剥离强度进行试验研究.试验结果表明:复合补片中PLA纤维的直径较均匀,PP网片的结构对静电纺纤维膜的形态有很大影响,纤维膜趋于模仿接收网片的形态结构;两种结构的PP/PLA复合补片的水接触角均大于90°,即亲水性较差;PP补片和PLA纤维膜之间的剥离强度主要依靠物理吸附作用;PLA纤维膜的断裂强度较大、而断裂伸长率较小.     

加固工艺及组分对PPS/PTFE复合耐高温滤料性能的影响

以聚四氟乙烯(PTFE)膜裂长丝为基布,将聚苯硫醚(PPS)纤维和PTFE纤维按不同质量比混合,经过针刺得到具有一定强力的纤网,再通过高压水针作用使纤网内的纤维缠结紧实,并研究工艺参数以及面层组分对PPS/PTFE复合滤料力学性能及过滤性能的影响.结果表明:经水刺之后,材料的纵向强力稍优于经针刺固结后的强力,但横向强力有所下降,且平均孔径小于针刺样品;对于水刺样品而言,PTFE纤维含量越大,其透气率、强力、孔径下降程度越大,由此说明与针刺相比,水刺固结工艺不仅可以得到相同的缠结效果,且可以适当提高材料的过滤性能,同时,混入PTFE纤维可以提高材料的过滤效率.     

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.     

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。     

纺黏非织造布的双轴向拉伸性能

对3种纺黏非织造布(聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚乙烯/聚丙烯(PE/PP)双组分)分别进行不同速度和角度的双轴向拉伸试验,研究其双轴向拉伸性能.试验结果表明:在同一拉伸条件下,试样双轴向拉伸时的纤维强力利用系数大于单轴向拉伸时的纤维强力利用系数,各方向的断裂强度提高60.9%~83.3%;3种纺黏非织造布的双轴向拉伸存在一定程度的撕裂现象.     

PTFE/玻纤多泡孔涂层高温复合滤材的制备

采用发泡涂层工艺制备聚四氟乙烯(PTFE)/玻纤多泡孔涂层高温复合滤材。在室温及90℃条件下测试不同增稠剂配方发泡液的黏度与泡沫稳定性,确定最佳增稠剂为热增稠型聚丙烯酰胺,通过多因子正交试验及透气性、过滤效率、表观形貌、孔径等测试,分析了功能性助剂对发泡涂层结构的影响规律,并将最优样品与国外样品及基布进行性能比较。结果表明:月桂酸钾皂的质量分数为滤材透气及过滤性能最大影响因素;最优样品透气量为34.4 mm/s,为基布透气量的2 6%,过滤效率为8 6%,为基布滤效的8.4倍,且最优样品性能与国外样品相当。     

聚丙烯纤维膜﹑尼龙曲孔膜和聚酯核孔膜滤除药液固体微粒的比较

聚丙烯(PP)纤维膜﹑尼龙(Nylon)曲孔膜和聚酯(PET)核孔膜是目前医药过滤广泛采用的滤膜材料.药液过滤的主要目的之一是滤除橡胶塞与穿刺器针头摩擦产生的橡胶碎末和击破安瓿瓶产生的玻璃碎屑.为了比较这三种滤膜滤除药液中这些固体微粒的适用性,用这三种滤膜制作了过滤器,作了模拟过滤实验,用扫描电子显微镜(SEM)研究了膜材结构和以上两种固体微粒的特征,用库尔特仪测量了过滤器的滤除率,用流量计测量了过滤速度.观察和测量说明PP纤维膜和PET核孔膜(孔径5μm)串联,或Nylon曲孔膜和PET核孔膜(孔径5μm)串联组成的级联过滤器,对包括橡胶碎末和玻璃碎屑在内的微粒的滤除率能达到(且优于)中国药典规定的要求.以上两种级联过滤器过滤药液的流速能达到(且优于)中国药典的要求,且比单片核孔膜作过滤器的过滤速度快,适于医院使用.     

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%。     

聚丙烯/聚乙二醇熔喷非织造材料的制备及其性能研究

以聚丙烯(PP)和聚乙二醇(PEG)为原料进行熔融共混,通过添加比例不同的PEG纺制出不同PP/PEG比例的无纺布,对其结构特征、力学性能、通透性能、保液率、持液率以及接触角进行测试分析,结果显示:用60℃热水处理5 min后试样表面会出现沟槽形状,并且PEG含量为10％时,沟槽最为明显;随着PEG含量的增加,纤维细度、纤维透气性先减小后增大,持液率和保液率先增大后减小,材料的纵向断裂强力持续降低,接触角持续减小,而且PEG含量为10％时,纤维最细,持液率与保液率最大,熔喷无纺布透气率最低,接触角接近最小值,表明PEG的最佳混比为10％,所研发的材料具备最好的亲水性能和过滤性能.     

双组分纺黏水刺非织造材料的过滤性能

通过水刺工艺对聚对苯二甲酸乙二醇酯-聚酰胺(PET-PA6)橘瓣型双组分纺黏非织造材料进行开纤处理,以获得超细纤维非织造材料,并对非织造材料的结构特性和气溶胶过滤性能进行研究.结果表明:水刺技术可以很好地将中空橘瓣型双组分纤维开裂成超细纤维,纤维在非织造材料表面相互缠结形成纤维束;试样对颗粒尺寸为0.37~2.74μm的邻苯二甲酸二辛酯(DOP)气溶胶颗粒在气流速度为3.57m/min情况下具有较好的过滤性能,同时,试样的面密度和厚度对过滤效率、过滤阻力以及孔径分布有很大的影响.     

木浆纤维水刺复合不同加固结构纤网时的流失现象

木浆纤维经气流成网后,分别与PP/PE(聚丙烯/聚乙烯)纺黏热轧非织造布、PP/PE短纤热轧非织造布、PP/PE短纤热风非织造布和涤纶水刺非织造布纤网叠合形成试样,通过水刺复合,观察水针冲击过程中不同加固纤网结构条件下木浆纤维的流失现象,研究木浆纤维的流失过程和机理,并分析非织造布纤网结构对木浆纤维流失的影响.试验表明:木浆纤维与非织造布纤网中的纤维缠结以摩擦作用为主,当水针冲击力大于纤维之间的摩擦力,纤维互相分离,木浆纤维易脱离纤网而流失;在相同压力的水针冲击条件下,木浆纤维与PP/PE纺黏热轧非织造布、PP/PE短纤热轧非织造布及PP/PE短纤热风非织造布纤网复合时其流失严重,流失率均高于8%,而涤纶水刺非织造布纤网适于与木浆纤维的缠结,木浆纤维的流失率低,仅为2.95%.     

锂离子电池用PSA/PET/PSA复合无纺布隔膜结构与电解质吸附性能

以聚酯(PET)无纺布为基体材料,通过静电纺丝将聚芳砜(PSA)纳米纤维修饰到PET无纺布表面,得到PSA/PET/PSA复合锂离子电池隔膜。通过扫描电子显微镜表征、接触角测试、电解质渗透试验、隔膜孔隙率和电解质保有率测试,以及电解质吸咐试验,对复合隔膜的结构及电解质吸附性能进行研究。结果表明:具有纳米孔结构的PSA静电纺丝层与微米孔结构的基体材料成功复合并得到"三明治结构"的复合隔膜,其具有三维贯通的孔结构。电解质在隔膜中的突破压力为127.2 Pa,突破压力下电解质流速为0.019 57 cm3/s,以此计算得到复合隔膜突破孔隙半径为286.0μm,突破孔隙有效长度为0.24μm。复合隔膜电解质保有率(338%)相比商用聚丙烯(PP)隔膜(163%)提高了107%。电解质吸附行为研究得到复合隔膜电解质扩散系数为0.226 1,比商用PP隔膜(0.003 4)提高了近66倍。