聚酰亚胺纳米纤维耐高温过滤材料的制备及复合工艺研究

发布时间：2023-04-05 09:22

　　工业的迅速发展给环境带来了不可避免的污染,工业生产排放出废气具有高温以及成分复杂的特点,普通空气过滤材料无法达到要求,因此用于过滤工业废气的耐高温过滤材料的研究广受关注。聚酰亚胺(PI)大分子链中存在稳定的苯环和酰胺环,具有十分优异的热力学性能,常用于过滤高温废气。静电纺制备的纳米纤维因其直径小、孔隙率高以及比表面积大等特点在过滤领域具有较大发展前景。结合二者的优势,本课题使用自组装无针静电纺装置,调控配置不同纺丝液参数,实现PI高温滤料滤料的产业化制备用于工业废气处理。并且对比亚胺化处理前后纳米纤维的性能变化。此外为了增强PI纳米滤料与玻纤基材之间的粘合力提升高温滤料的覆膜牢度并设计出A、B、C三种不同结构的高温滤料,通过静电混纺低熔点的聚丙烯腈(PAN)纳米纤维,然后采用热轧粘合以及热熔粘合的方式用以增强复合滤料的覆膜牢度。首先为了解决单针头生产效率低无法实现聚酰亚胺纳米纤维的产业化批量制备的问题,采用本课题组自组装的碟形喷头无针静电纺装置,尝试不同的纺丝液配置方法,当聚酰氨酸(PAA)浓度为25%,纺丝电压为54kv,纺丝纺丝距离为20cm时,制备出平均直径为189nm,过滤效率...

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 高温过滤材料的研究现状
        1.2.1 玻璃纤维机织滤料
        1.2.2 PTFE覆膜滤料
        1.2.3 芳砜纶、聚酰亚胺针刺毡滤料
    1.3 静电纺丝技术的发展
        1.3.1 静电纺丝原理
        1.3.2 静电纺丝主要工艺参数
        1.3.3 静电纺丝技术的产业化研究进展
    1.4 聚酰亚胺纳米纤维的研究现状
    1.5 过滤材料与基布粘合方式的研究进展
    1.6 课题研究内容及意义
        1.6.1 课题研究意义
        1.6.2 课题研究内容
第二章 聚酰亚胺前驱体PAA纳米纤维膜的制备及研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验药品及仪器
        2.2.2 前驱体PAA纺丝液的配备
        2.2.3 前驱体PAA纳米纤维膜的制备
        2.2.4 测试方法与表征
    2.3 实验结果与分析
        2.3.1 单针头静电纺PAA纳米纤维形貌分析
        2.3.2 无针式静电纺PAA纳米膜的性能分析
    2.4 本章小结
第三章 聚酰亚胺纳米纤维膜的制备及性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验药品及仪器
        3.2.2 前驱体纺丝液的配备
        3.2.3 前驱体纳米纤维膜的制备
        3.2.4 聚酰亚胺纳米纤维膜的制备
        3.2.5 测试方法与表征
    3.3 实验结果与分析
        3.3.1 形貌分析
        3.3.2 红外光谱分析
        3.3.3 力学性能分析
        3.3.4 透气性和孔径分析
        3.3.5 过滤性能分析
        3.3.6 热重分析
    3.4 本章小结
第四章 热粘合处理复合滤料的性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验药品及仪器
        4.2.2 粘合剂PAN纺丝液的配备
        4.2.3 静电纺制备PAN纳米纤维膜
        4.2.4 高温复合滤料的结构设计
        4.2.5 静电纺制备A、B、C型滤料
        4.2.6 热轧粘合处理
        4.2.7 热熔粘合处理
        4.2.8 测试方法与表征
    4.3 实验结果与分析
        4.3.1 PAN纳米纤维膜的性能分析
        4.3.2 三种不同结构滤材的性能分析
    4.4 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 课题总结
    5.2 课题展望
参考文献
攻读硕士学位期间所获成果
致谢



本文编号：3783160