溶液噴射紡微納米纖維膜的宏量制備及其過濾性能研究.pdf

1、溶液噴射紡絲(Solution Blowing)技術(shù)是一種融合了熔噴技術(shù)和干法紡絲技術(shù)特點(diǎn)的新型納米纖維制備技術(shù)，具有原料適應(yīng)性廣、操作簡單安全、易規(guī)?；a(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，具備良好的發(fā)展前景。目前，相關(guān)研究主要圍繞紡絲成形原理、纖維結(jié)構(gòu)與性能以及新材料開發(fā)等方面展開。然而，對宏量制備納米纖維技術(shù)的工業(yè)化探索和產(chǎn)品開發(fā)相對較少。
　　本文基于課題組前期對溶液噴射紡絲技術(shù)的研究，自行設(shè)計制造了溶液噴射紡絲中試試驗機(jī)，并通過紡絲驗證實(shí)驗，優(yōu)化

2、了試驗機(jī)的設(shè)備結(jié)構(gòu)和參數(shù)，實(shí)現(xiàn)納米纖維的連續(xù)化宏量生產(chǎn)。
　　利用自制的溶液噴射紡絲中試試驗機(jī)，采用單因素分析實(shí)驗和BBD實(shí)驗設(shè)計，探究了紡絲工藝參數(shù)及其交互作用對聚丙烯腈(PAN)纖維形態(tài)和孔徑的影響規(guī)律，建立了PAN納米纖維膜平均孔徑、纖維直徑和紡絲工藝參數(shù)的關(guān)系;同時研究了PAN納米纖維膜的空氣過濾性能，開發(fā)三層復(fù)合的PAN納米纖維膜空氣過濾材料。結(jié)果表明:紡絲工藝參數(shù)對纖維形態(tài)均會產(chǎn)生影響，其中，纖維直徑主要受到紡絲液濃度

3、，牽伸風(fēng)壓，進(jìn)液速度的影響;感應(yīng)電壓主要影響纖維分布的均勻性;纖維膜的平均孔徑則主要受到牽伸風(fēng)壓和感應(yīng)電壓的影響。通過調(diào)控紡絲工藝參數(shù)能有效的控制PAN納米纖維的宏量生產(chǎn);所生產(chǎn)的復(fù)合PAN納米纖維膜在消除靜電后，對0.4μm的DEHS粒子具有99.923％的過濾效率和117Pa的壓降。
　　針對目前市場對高效高溫過濾材料的迫切需求，開發(fā)了溶液噴射紡PMIA納米纖維過濾材料;采用單因素分析實(shí)驗，采用單因素分析實(shí)驗，研究紡絲工藝參數(shù)

4、對PMIA納米纖維膜孔徑和纖維直徑的影響以及不同克重PMIA納米纖維膜高溫過濾性能的影響。結(jié)果表明:紡絲液濃度和感應(yīng)電壓影響纖維分布和纖維形態(tài)，紡絲液濃度和牽伸風(fēng)壓對纖維直徑影響顯著，感應(yīng)電壓和紡絲液濃度對纖維膜的平均孔徑影響顯著;該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了PMIA納米纖維膜的宏量生產(chǎn)，擴(kuò)大了中試試驗機(jī)宏量生產(chǎn)納米纖維的范圍。在消除靜電后，當(dāng)PMIA纖維膜克重為2g/m2時，其過濾效率為72.9％，壓降為18.15Pa;當(dāng)纖維膜克重達(dá)到11g/m2時