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)技術是一種融合了熔噴技術和干法紡絲技術特點的新型納米纖維制備技術，具有原料適應性廣、操作簡單安全、易規(guī)?；a(chǎn)等優(yōu)點，具備良好的發(fā)展前景。目前，相關研究主要圍繞紡絲成形原理、纖維結構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的研究，自行設計制造了溶液噴射紡絲中試試驗機，并通過紡絲驗證實驗，優(yōu)化

2、了試驗機的設備結構和參數(shù)，實現(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，采用單因素分析實驗和BBD實驗設計，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)三層復合的PAN納米纖維膜空氣過濾材料。結果表明: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、，牽伸風壓，進液速度的影響;感應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壓和感應電壓的影響。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;采用單因素分析實驗，采用單因素分析實驗，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。結果表明:紡絲液濃度和感應電壓影響纖維分布和纖維形態(tài)，紡絲液濃度和牽伸風壓對纖維直徑影響顯著，感應電壓和紡絲液濃度對纖維膜的平均孔徑影響顯著;該技術實現(xiàn)了PMIA納米纖維膜的宏量生產(chǎn)，擴大了中試試驗機宏量生產(chǎn)納米纖維的范圍。在消除靜電后，當PMIA纖維膜克重為2g/m2時，其過濾效率為72.9％，壓降為18.15Pa;當纖維膜克重達到11g/m2時