PVDF-PSU復(fù)合抗菌納米纖維空氣過濾材料的制備及其在口罩中的應(yīng)用研究.pdf

1、近年來，我國的工業(yè)化發(fā)展迅速，城鎮(zhèn)化速度不斷加快，各種污染問題紛至沓來，其中空氣污染己成為當(dāng)下環(huán)境污染的一個(gè)主要問題。工廠廢氣、汽車尾氣、建筑粉塵、居民生活等排放了大量的煙塵顆粒，而這些顆粒物也為細(xì)菌提供了生長繁殖的載體。這些不單單會嚴(yán)重威脅人們的身體健康，同時(shí)也會對自然氣候產(chǎn)生不良影響，破壞動物、植物賴以生存的自然環(huán)境。2014年1月4日，國家減災(zāi)辦、民政部通報(bào)2013年自然災(zāi)情，首次將霧霾天氣納入。因此，設(shè)計(jì)和制備出能有效阻擋空氣中

2、細(xì)微粉塵顆粒物并具有優(yōu)良抗菌性能的口罩濾布材料是擺在人類面前的、關(guān)乎人類身體健康的重大課題。
　　對于尺寸在微米級以上的顆粒，傳統(tǒng)非織造口罩濾布可以具有較好的過濾性能，但對于尺寸在亞微米甚至納米級的顆粒物質(zhì)或細(xì)菌，傳統(tǒng)非織造口罩濾布對其過濾性能較差，而且具有抗菌功能化的空氣過濾材料更是少之又少。本課題主要釆用靜電紡絲技術(shù)，先以聚偏氟乙烯(PVDF)為原料，N，N-二甲基甲酰胺(DMF)為溶劑，制備出了不同濃度下的PVDF納米纖維膜

3、，并采用掃描電鏡、LZC-H過濾性能測試臺、強(qiáng)力拉伸儀等觀察PVDF纖維膜的結(jié)構(gòu)形貌并表征其應(yīng)用性能，綜合以上性能，確定了PVDF的濃度15wt％;其次，為了增強(qiáng)PVDF纖維膜的強(qiáng)力、降低PVDF纖維膜的堆積密度，引入了聚砜(PSU)納米纖維，使得PVDF/PSU纖維之間穿插糾纏，從而大大提高了纖維膜的力學(xué)性能，降低了纖維膜的堆積密度，并通過調(diào)整兩種聚合物層合比例及噴頭的比例對纖維膜的力學(xué)性能以及過濾性能進(jìn)行了綜合衡量，確定了PVDF/

4、PSU纖維膜的噴頭比例為1/4；最后為了使PVDF/PSU纖維膜具有抗菌性，加入了一種有機(jī)抗菌劑SCJ-891，通過調(diào)整SCJ-891的濃度，制備出了具有優(yōu)異的抗菌性能的PVDF/PSU復(fù)合納米纖維微孔膜，并對其過濾性能、拉伸性能和抗菌性能等進(jìn)行表征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:當(dāng)SCJ-891的水溶液濃度達(dá)到5%時(shí)，處理后的PVDF/PSU纖維膜的過濾效率和壓阻分別為99.948%和33Pa，對金黃色葡萄球菌的抑菌率達(dá)到99%以上，具有良好的抗菌效

5、果。
　　人們在使用過程中對濾材的要求不同，因此我們選擇不同克重的纖維膜來滿足實(shí)際過濾效率和阻力壓降的需求。當(dāng)纖維膜克重約為20g/m2左右、空氣流量為32L/min時(shí)，對空氣當(dāng)量直徑在0.3微米左右的氯化鈉氣溶膠顆粒的過濾效率達(dá)到99.948%，壓阻僅為34Pa。在纖維膜的克重確定后，我們研究了不同的測試風(fēng)速對纖維膜過濾性能與壓阻的影響，當(dāng)風(fēng)速由10L/min逐漸升高到90L/min時(shí)，過濾氯化鈉氣溶膠顆粒效率從99.995%下