尼龙56纳米蛛网纤维膜的可控制备及其空气过滤应用研究

发布时间：2017-09-15 19:18

  本文关键词：尼龙56纳米蛛网纤维膜的可控制备及其空气过滤应用研究

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【摘要】：随着现代化工业的不断发展,空气污染问题日益突出,其中PM2.5空气污染逐渐成为国民关注的焦点,特别是近期,全国大部分城市出现了雾霾天气红色预警,导致能见度极低,严重影响着人们的正常生活与生命安全。在工业生产领域,空气中的尘埃等颗粒物不仅会造成工业设备的磨损,降低生产效率缩短使用寿命,甚至会导致高精密仪器发生故障而无法正常运作;同时,超细颗粒物所携带的病毒细菌还会危及食品、医药等领域的产品质量,严重制约着经济社会的高效快速发展。因此,开发超精细空气过滤材料是关乎环境质量、民生健康的重大课题。本课题选取了具有良好可纺性及绿色环保的生物基尼龙56作为静电纺丝/喷网聚合物,系统研究了聚合物浓度及溶剂甲酸/乙酸不同质量比对纤维膜形貌结构、蛛网构筑、力学性能以及过滤性能的影响。通过采用扫描显微镜、拉伸强力测试仪及滤料综合测试台等对尼龙56纳米纤维膜结构性能进行表征,确定了18wt%的尼龙56聚合物溶解在甲酸/乙酸质量比为3/1的混合溶剂中并通过调节纺丝参数而制备的尼龙56纳米蛛网纤维膜具有最优良的结构与性能。尼龙56纳米蛛网纤维膜因其具有分裂良好且覆盖率高的纳米蛛网以及支架纤维之间的空腔结构,使其具有极其优良的过滤性能,对于粒径为0.3μm的超细颗粒物过滤效率可达99.995%,压阻仅为111Pa。此外,本课题还对比了不同风速下,尼龙56纳米蛛网纤维膜、尼龙56纳米纤维膜、HV HB7613玻璃纤维膜以及HV HC4683玻璃纤维膜这四种过滤膜材料的空气过滤性能。在高风速(60L/min以上)条件下,尼龙56纳米蛛网纤维膜因其特殊的蛛网及空腔结构,过滤效率始终维持在99.99%以上,且阻力压降明显低于其他三种过滤膜材料。最后,本课题着重研究了尼龙56纳米蛛网纤维膜容尘量以及重复使用特性,并与HV HB7613玻璃纤维膜进行了详细的对比。尼龙56纳米蛛网纤维膜因其过滤机理主要为物理拦截效应,因此容尘量(49g/m2)远远高于后者(28 g/m2),同时尼龙56纳米蛛网纤维膜的过滤方式为表面过滤,不同于HV HB7613玻璃纤维膜的深层过滤方式,因此可以经过反吹清灰或机械振动处理,达到重复利用的目的。
【关键词】：静电纺丝 生物基尼龙56 纳米蛛网 物理拦截 表面过滤
【学位授予单位】：东华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ051.893
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 绪论11-24
• 1.1 引言11-12
• 1.2 空气过滤材料12-17
• 1.3 纳米纤维制备方法17-20
• 1.4 静电纺纳米纤维在空气过滤领域的应用20-22
• 1.5 本课题的研究内容及意义22-24
• 第二章 尼龙56纳米蛛网纤维膜的制备与表征24-30
• 2.1 引言24
• 2.2 实验原料及仪器24-25
• 2.3 实验内容25-27
• 2.4 测试与表征27-29
• 2.5 本章小结29-30
• 第三章 尼龙56纳米蛛网纤维膜的结构调控与性能分析30-45
• 3.1 引言30-31
• 3.2 尼龙56纳米蛛网结构的构筑与性能分析31-36
• 3.3 尼龙56支架纤维的结构调控与性能分析36-42
• 3.4 不同克重尼龙56纳米蛛网纤维膜过滤性能研究42-43
• 3.5 本章小结43-45
• 第四章 尼龙56纳米蛛网纤维膜过滤性能分析与研究45-54
• 4.1 引言45
• 4.2 不同风速下蛛网纤维膜过滤性能分析45-46
• 4.3 蛛网纤维膜与商品膜过滤性能对比分析46-47
• 4.4 蛛网纤维膜过滤机理分析与过程模拟47-50
• 4.5 蛛网纤维膜容尘量及使用寿命分析50-52
• 4.6 本章小结52-54
• 第五章 结论与展望54-56
• 5.1 结论54-55
• 5.2 展望55-56
• 参考文献56-61
• 攻读硕士期间取得的学术成果61-62
• 致谢62

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 李铖,仇小伟;高硅氧玻璃纤维研究现状及前景[J];玻璃纤维;2004年04期

2 王玉婕;强天伟;;羊毛滤料对颗粒物的过滤机理及其过滤效率的影响因素分析[J];制冷与空调;2011年05期

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本文编号：858396