微纳米纤维多层复合空气过滤材料的制备与性能研究

发布时间：2024-05-12 08:49

　　煤炭、石油等能源的燃烧、汽车尾气、工业废气的排放及土地沙化等导致严重的环境恶化、空气污染等问题,严重影响人们的日常生活和身体健康。纤维空气过滤材料可去除空气中大部分颗粒物,是解决空气污染问题的有效途径之一,因此,高效低阻的纤维空气过滤材料的开发和应用是人们关注的焦点。本课题将静电纺丝、干法成网与热风粘合工艺相结合制备微纳米ES/PAN纤维多层复合过滤材料。首先通过静电纺丝工艺设计,选定纳米纤维分布较为均匀、纤维形态平直光滑、直径分布较集中的工艺。然后选定合适的热风粘合温度和热风时间,保证该工艺下的复合材料的纳米纤维网与基网粘合牢,具有一定的尺寸稳定性、整体性和较大的断裂强力,以及具有实际应用的可能性。然后,对多层复合过滤材料进行单因素实验和正交实验,研究发现,在微米纤网总克重、总纺丝时间一定时,当层数小于10层时,多层复合滤料的过滤效率和过滤阻力均小于单层复合滤料,而且品质因子(QF)增大;当层数大于10层时,多层复合滤料的过滤效率和QF值均大于单层复合滤料,阻力略微减小或仅增大5 Pa,则微纳米纤维多层复合方法对提高滤料的过滤效率是有效的,但层数越多效果越好。在微米纤网总克重、层数一...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2-1不同纺丝液浓度下纳米纤维的表面形貌SEM图像、直径频率分布照片

天津工业大学硕士学位论文26(a)9wt%(b)12wt%(c)15wt%图2-1不同纺丝液浓度下纳米纤维的表面形貌SEM图像、直径频率分布照片表2-3不同纺丝液浓度下纳米纤维的平均直径、标准差和CV值纺丝液浓度/wt%91215平均直径/nm360.75565.70640.29....

图2-2不同电压下纳米纤维的表面形貌SEM图像、直径频率分布照片

第二章微纳米ES/PAN纤维复合过滤材料的工艺设计27伸形成“纤维结”，但纳米纤维的直径分布相对集中，最大频率分布在600~650nm。在纺丝电压20kV、25kV的工艺下，纳米纤维较均匀，呈平直光滑状态，而且纳米纤维直径分布较集中，最大直径频率分布分别在570~600nm和45....

图2-3不同纺丝距离下纳米纤维的表面形貌SEM图像、直径频率分布照片

天津工业大学硕士学位论文28表2-4不同纺丝电压下纳米纤维的平均直径、标准差和CV值纺丝电压/kV152025平均直径/nm661.48565.70476.79标准差/nm107.9638.1055.42CV值/%16.326.7311.622.5.1.3不同纺丝距离下纳米纤维的....

图2-8不同热风工艺下ES/PAN纤维复合过滤材料的SEM图像

第二章微纳米ES/PAN纤维复合过滤材料的工艺设计33（200倍），在130℃、7min的工艺下，纳米纤维平均直径不变为460nm，ES纤维仍呈平直、光滑的圆柱体，熔融纤维较少，并且ES纤维平均直径为21μm，CV值为9.46%。在135℃、7min的工艺下，纳米纤维平均直径不变....

本文编号：3971151