氟化超雙疏聚丙烯腈-聚氨酯纖維膜的制備及其空氣過濾性能研究.pdf

1、隨著我國(guó)城市化的加快和工業(yè)化的迅猛發(fā)展，空氣污染已成為當(dāng)下環(huán)境污染的一個(gè)主要問題。人類生活、工業(yè)、交通、建筑等行業(yè)排放了大量的粉塵、煙塵。這不僅對(duì)人類的身體健康構(gòu)成極大的威脅，同時(shí)也對(duì)和諧的自然環(huán)境如動(dòng)物、植物、自然氣候等產(chǎn)生巨大影響。2014年1月4日，國(guó)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)和制備能有效從根源上解決空氣中粉塵污染的過濾材料是一項(xiàng)關(guān)乎民生衛(wèi)生健康的重大課題。
　　傳統(tǒng)非織造過濾材料

2、對(duì)于過濾尺寸在微米級(jí)以上的顆粒具有良好的過濾性能，但對(duì)于尺寸在亞微米甚至納米級(jí)的顆粒物質(zhì)或細(xì)菌過濾性能較差。本課題主要采用靜電紡絲技術(shù)，首先以聚丙烯腈(PAN)為原料，N，N-二甲基甲酰胺(DMF)為溶劑，通過調(diào)整工藝參數(shù)制備出了不同濃度的PAN纖維膜，并采用FE-SEM、LZC-H過濾性能測(cè)試臺(tái)、強(qiáng)力拉伸儀等對(duì)PAN纖維膜的結(jié)構(gòu)形貌和應(yīng)用性能進(jìn)行表征，確定了PAN的濃度11wt％;其次，為了克服PAN纖維膜強(qiáng)力差、不耐磨等缺點(diǎn)，通過引

3、入聚氨酯(PU)對(duì)纖維膜力學(xué)性能進(jìn)行改性，使得PAN/PU纖維之間產(chǎn)生粘連，從而大大提高了過濾膜的力學(xué)性能和耐磨性能，并通過調(diào)整噴頭的比例對(duì)纖維膜的力學(xué)性能、耐磨性能以及過濾性能進(jìn)行了綜合衡量，確定了PAN/PU纖維膜的噴頭比例為2/2;最后為了拓寬PAN/PU纖維膜的應(yīng)用領(lǐng)域，自合成了一種含氟聚氨酯(FPU)，通過調(diào)整FPU的濃度對(duì)纖維的表面進(jìn)行修飾，制備出了具有優(yōu)異的防水防油性能的超雙疏性PAN/PU復(fù)合纖維微孔膜，并對(duì)其過濾性能和

4、潤(rùn)濕性能等進(jìn)行表征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:當(dāng)FPU的含量添加到1wt％時(shí)，氟化的PAN/PU纖維膜具疏水角高達(dá)154°，疏油角達(dá)151°的雙超疏狀態(tài)，并采用泡點(diǎn)法、光學(xué)輪廓儀等對(duì)不同F(xiàn)PU含量的纖維膜表面形貌和粗糙度進(jìn)行非常直觀和精確的測(cè)量。
　　根據(jù)不同的工作環(huán)境要求，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24g/m2左右、空氣流量為32L/min時(shí)，300～500nm尺寸范圍內(nèi)的氯化鈉和油性氣溶膠