氟化超雙疏聚丙烯腈-聚氨酯纖維膜的制備及其空氣過濾性能研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、隨著我國城市化的加快和工業(yè)化的迅猛發(fā)展,空氣污染已成為當下環(huán)境污染的一個主要問題。人類生活、工業(yè)、交通、建筑等行業(yè)排放了大量的粉塵、煙塵。這不僅對人類的身體健康構成極大的威脅,同時也對和諧的自然環(huán)境如動物、植物、自然氣候等產生巨大影響。2014年1月4日,國家減災辦、民政部通報2013年自然災情,首次將霧霾天氣納入。因此,設計和制備能有效從根源上解決空氣中粉塵污染的過濾材料是一項關乎民生衛(wèi)生健康的重大課題。
  傳統非織造過濾材料

2、對于過濾尺寸在微米級以上的顆粒具有良好的過濾性能,但對于尺寸在亞微米甚至納米級的顆粒物質或細菌過濾性能較差。本課題主要采用靜電紡絲技術,首先以聚丙烯腈(PAN)為原料,N,N-二甲基甲酰胺(DMF)為溶劑,通過調整工藝參數制備出了不同濃度的PAN纖維膜,并采用FE-SEM、LZC-H過濾性能測試臺、強力拉伸儀等對PAN纖維膜的結構形貌和應用性能進行表征,確定了PAN的濃度11wt%;其次,為了克服PAN纖維膜強力差、不耐磨等缺點,通過引

3、入聚氨酯(PU)對纖維膜力學性能進行改性,使得PAN/PU纖維之間產生粘連,從而大大提高了過濾膜的力學性能和耐磨性能,并通過調整噴頭的比例對纖維膜的力學性能、耐磨性能以及過濾性能進行了綜合衡量,確定了PAN/PU纖維膜的噴頭比例為2/2;最后為了拓寬PAN/PU纖維膜的應用領域,自合成了一種含氟聚氨酯(FPU),通過調整FPU的濃度對纖維的表面進行修飾,制備出了具有優(yōu)異的防水防油性能的超雙疏性PAN/PU復合纖維微孔膜,并對其過濾性能和

4、潤濕性能等進行表征。實驗結果表明:當FPU的含量添加到1wt%時,氟化的PAN/PU纖維膜具疏水角高達154°,疏油角達151°的雙超疏狀態(tài),并采用泡點法、光學輪廓儀等對不同FPU含量的纖維膜表面形貌和粗糙度進行非常直觀和精確的測量。
  根據不同的工作環(huán)境要求,我們選擇不同克重的纖維膜來滿足實際過濾效率和阻力壓降的需求。當纖維膜克重約為24g/m2左右、空氣流量為32L/min時,300~500nm尺寸范圍內的氯化鈉和油性氣溶膠

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