CN105435538A - 一种复合纳米纤维空气过滤材料及其制备方法 - Google Patents

一种复合纳米纤维空气过滤材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种复合纳米纤维空气过滤材料及其制备方法。该材料包括纳米聚乙烯醇纤维丝层和由纳米聚乙烯醇纤维丝与聚丙烯腈纤维丝的交织层，通过一次性静电纺丝获得的呈交错分布的纳米聚乙烯醇纤维丝层和由纳米聚乙烯醇纤维丝与聚丙烯腈纤维丝的交织层4层结构的本发明空气过滤材料，其聚乙烯醇纤维的直径为400-1000nm、静电纺聚丙烯腈纤维的直径为150-500nm，孔隙率为75-90％，平均孔径为0.4um-6um，并经交联处理。可获得具有复合纤维结合紧密不分层和较佳的力学性能，其对数量中值直径75nm？NaCl气溶胶的过滤效率为99.94％-99.99％，压力降为180-600Pa。该材料特别适用于个人防护产品、空气质量检测设备及空气净化装置等领域。

Description

一种复合纳米纤维空气过滤材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种空气过滤材料，尤其是一种复合纳米纤维空气过滤材料及其制备方法。
背景技术
随着工业化的发展，环境及空气的污染也进一步加剧，空气中的粉尘严重地危及人类的健康，因此必须进行过滤净化，此外高精度作业区如：超净室，空气净化也是必不可少的。采用空气过滤的方法可以分离、捕集分散于空气中的微粒。静电纺丝方法可以制备得到直径几十或几百纳米多孔纤维膜，其纤维膜比表面积大、孔隙率高，很适合用作过滤材料。Shin等人制备了玻璃纤维/纳米纤维复合过滤材料，添加少量的纳米纤维就可提高玻璃纤维过滤材料的捕集效率，但压力降也会增加。Qin等在纺粘和熔喷的非织造布上覆盖一定厚度的纳米纤维，其过滤效率提高，但是压力降也明显增加。Agne等将PVA纳米纤维膜与聚丙烯非织造布复合，随着纳米纤维膜厚度的增加，过滤效率逐渐提高。申请号为201310674545.6的发明专利申请中公开了“一种复合型纤维空气过滤材料及其制备方法”，其采用平行排列注射针筒静电纺丝机进行纺丝作业制备得到交错排布的静电纺聚飒纤维和静电纺聚丙烯睛纤维复合空气过滤材料对空气中粉尘的过滤效率高、压力降较小。但上述研究制备的复合静电纺纳米纤维空气过滤材料，虽然过滤效率有所提高，但是随着纳米纤维膜厚度的增加过滤过程中的压力降也随之增加，并且随着纳米纤维膜厚度的增加纤维膜结合紧密程度能下降，过滤效率下降。
发明内容
本发明的目的是为克服目前现有技术中的空气过滤材料存在比面积小、容尘量低、气流阻力高、复合膜结合不紧密，过滤效果差的缺陷，提供一种新型的复合纳米纤维空气过滤材料及其制备方法，该材料具有比面积大、容尘量高、气流阻力低、复合膜结合紧密、过滤效果好的优点。
本发明复合纳米纤维空气过滤材料，包括纳米聚乙烯醇纤维丝层和由纳米聚乙烯醇纤维丝与聚丙烯腈纤维丝的交织层。
通过一次性静电纺丝获得的呈交错分布的纳米聚乙烯醇纤维丝层和由纳米聚乙烯醇纤维丝与聚丙烯腈纤维丝的交织层4层结构的本发明复合纳米纤维空气过滤材料，其聚乙烯醇纤维的直径为400-1000nm、静电纺聚丙烯腈纤维的直径为150-500nm，孔隙率为75-90％，平均孔径为0.4um-6um，并经交联处理。可获得具有复合纤维结合紧密不分层和较佳的力学性能，其对数量中值直径75nmNaCl气溶胶的过滤效率为99.94％-99.99％，压力降为180-600Pa。该材料特别适用于个人防护产品、空气质量检测设备及空气净化装置等领域。
本发明复合纳米纤维空气过滤材料的制备方法包括以下步骤：
a.分别配制质量百分数为9-14％的聚乙烯醇纺丝液和质量百分数为7％-14％的聚丙烯腈纺丝液；
b.将配制好的聚乙烯醇纺丝液、聚丙烯腈纺丝液分别注入到静电纺丝机的连接两个纺织喷头的储液筒中，将两个纺织喷头相对的分别设置在静电纺丝机接收滚筒两侧并分别控制其纺丝液的喷出，在静电纺丝机的接收滚筒上设置不锈钢丝网，然后单独启动聚乙烯醇纺丝液喷头，在接收滚筒的不锈钢表面获得一层聚乙烯醇纤维，之后再同时启动聚丙烯腈纺丝液喷头，则在前一纤维层表面上复合得聚乙烯醇纤维和聚丙烯腈纤维的交织层，如此反复交替纺丝即可获得设定层次的复合纺织膜；
c.将步骤b获得设定层次的复合纺织膜连带不锈钢丝网一起先后在丙酮水溶液和戊二醛冰醋酸溶液中浸泡2h后，在120oC下加热烘干，即得到结构致密和性能稳定的复合纤维空气过滤材料。
步骤a所述聚乙烯醇纺丝液的溶剂为去离子水，所述聚丙烯睛纺丝液的溶剂为二甲基甲酰胺；聚乙烯醇的聚合度为1750±50、聚丙烯腈的分子量为80,000或90,000。
步骤c所述的丙酮水溶液为丙酮与水的体积比为3：7，戊二醛冰醋酸溶液的浓度为2wt％。
纺丝电压为10-18kv，纺丝距离为12-25cm，喂液速度为0.5-2mL/h，接收滚筒上的不锈钢丝网为300目，接收滚筒的转速为100r/min。
本发明复合纳米纤维空气过滤材料，具有比面积大、容尘量高、气流阻力低、复合膜结合紧密、过滤效果好的优点，后经交联及加热处理后复合膜结合紧密对空气中粉尘的过滤率高，压力降小。对数量中值直径75nmNaCI气溶胶的过滤效率为99.94％-99.99％，压力降为180-600Pa。
附图说明
图1是本发明制备方法的静电纺丝机喷头布置示意图；
图中：1、2为静电纺丝机喷头，3为静电纺丝机喷头推进器，4为静电纺丝机高压电源，5为静电纺丝机金属接收滚筒；
图2为本发明实施例1获得的复合纳米纤维空气过滤材料表面电子显微镜扫描图；
图3为本发明实施例2获得的复合纳米纤维空气过滤材料表面电子显微镜扫描图；
图4为本发明实施例3获得的复合纳米纤维空气过滤材料表面电子显微镜扫描图。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明作进一步阐述。
实施例1
称取1.8g的聚乙烯醇(PVA)粉末溶于18.2g去离子水中,并90oC恒温磁力搅拌下加速溶解，制备得到质量百分数为9％的PVA纺丝液；称取1.4g聚丙烯睛(PAN)(分子量为90,000)粉末,将其溶于18.6g二甲基甲酰胺溶剂中,并70℃恒温磁力搅拌下加速溶解,制备得到质量百分数为7％的PAN纺丝液。
将上述PVA纺丝液和PAN纺丝液分别倒入连通两个纺织喷头1和2的储液筒中(如图1所示)，喷头处连接铜丝，将300目的不锈钢丝网置于金属接收滚筒5上。先单独开启PVA纺丝液进行纺丝，纺丝电压10KV，纺丝距离15cm，纺丝液的喂液速度为0.5mL/h，收集10min，在金属接收滚筒5上即获得一层PVA纤维；之后再同时开启PAN纺丝液和PVA纺丝液进行纺丝，纺丝电压12KV，纺丝距离12cm，纺丝液的喂液速度为2mL/h，收集1h，在金属接收滚筒5上获得的PVA纤维层上即复合了PVA和PAN互相交织的纳米纤维层；之后关闭PAN纺丝液，再单独电纺PVA纳米纤维10min；最后再同时开启动PAN纺丝液和PVA纺丝液，电纺PVA和PAN互相交织的纳米纤维层1h，按此交替反复纺丝2次，得到4层复合纳料纤维膜。
停机后，将获得的复合静电纺纤维膜连带不锈钢丝网一起放入丙酮水溶液(丙酮与水体积比为3：7)中浸泡2h，然后在戊二醛冰醋酸溶液(戊二醛质量百分浓度为2wt％)中浸泡2h，在120℃下加热烘干，使溶剂充分挥发。即得到厚度为62μm结构致密和性能稳定的复合纳米纤维空气过滤材料。其中PVA纤维的直径为845士35nm，PAN纤维的直径为330士24nm。图2为该复合纳米纤维空气过滤材料的表面电子显微镜扫描图。
该过滤材料的完全孔隙率为83.5％，平均孔径为1.54μm，对数量中值直径75nmNaCI气溶胶的过滤效率达到99.95％，而压力降为212Pa。
实施例2
按实施例1做法，所不同的是将2.4g的PVA粉末溶于17.6g去离子水中，制得质量百分数为12％的PVA纺丝液；将2.4gPAN(分子量为80,000)粉末溶于17.6g二甲基甲酰胺溶剂中,制得质量百分数为12％的PAN纺丝液。其它工艺条件均同实施例1。得到厚度为65μm结构致密和性能稳定的复合型纤维空气过滤材料。其中PVA纤维的直径为940士35nm，PAN纤维的直径为415士30nm。图3为该复合纳米纤维空气过滤材料的表面电子显微镜扫描图。
该复合纳米纤维空气过滤材料的完全孔隙率为76.2％，平均孔径为4.20μm，对数量中值直径75nmNaCI气溶胶的过滤效率达到99.98％,而压力降为560Pa。
实施例3
按实施例1做法，所不同的是，将2.8g的PVA粉末溶于17.2g去离子水中，制得质量百分数为14％的PVA纺丝液；将2.8gPAN(分子量为90,000)粉末溶于17.2g二甲基甲酰胺溶剂中,制得质量百分数为14％的PAN纺丝液。其它工艺条件均同实施例1。得到厚度为85μm结构致密和性能稳定的复合纳米纤维空气过滤材料。其中PVA纤维的直径为950士50nm，PAN纤维的直径为392士45nm。图4为该复合型纤维空气过滤材料的扫描电子显微镜图。
该复合纳米纤维空气过滤材料的完全孔隙率为86.2％，平均孔径为5.50μm，对数量中值直径75nmNaCI气溶胶的过滤效率达到99.97％,而压力降为516Pa。
实施例4
按实施例1做法，所不同的是，将2.0g的PVA粉末溶于18.0g去离子水中，制得质量百分数为10％的PVA纺丝液；将2.0gPAN(分子量为90,000)粉末溶于18.0g二甲基甲酰胺溶剂中,制得质量百分数为10％的PAN纺丝液。先单独开启PVA纺丝液进行纺丝，纺丝电压18KV，纺丝距离25cm，收集10min，在金属接收滚筒5上即获得一层PVA纤维；之后再同时开启PAN纺丝液和PVA纺丝液进行纺丝，收集1h，在金属接收滚筒5上获得的PVA纤维层上即复合了PVA和PAN互相交织的纳米纤维层；得到2层复合纳料纤维膜，其它工艺条件均同实施例1。得到厚度为47μm结构致密和性能稳定的复合纳米纤维空气过滤材料。其中PVA纤维的直径为720士30nm，PAN纤维的直径为287士27nm。
该复合纳米纤维空气过滤材料的完全孔隙率为89.2％，平均孔径为0.80μm，对数量中值直径75nmNaCI气溶胶的过滤效率达到99.94％,而压力降为180Pa。
实施例5
按实施例4做法，所不同的是，先单独开启PVA纺丝液进行纺丝，纺丝电压12KV，纺丝距离20cm，收集10min，；之后再同时开启PAN纺丝液和PVA纺丝液进行纺丝，收集1h，如此反复3次纺织，得到六层复合纳米纤维膜；其它工艺条件均同实施例4。得到厚度为142μm结构致密和性能稳定的复合纳米纤维空气过滤材料。其中PVA纤维的直径为825士35nm，PAN纤维的直径为288士29nm。
该复合纳米纤维空气过滤材料的完全孔隙率为75％，平均孔径为3.65μm，对数量中值直径75nmNaCI气溶胶的过滤效率达到99.99％,而压力降为600Pa。

Claims (8)

1.一种复合纳米纤维空气过滤材料，其特征在于，包括纳米聚乙烯醇纤维丝层和由纳米聚乙烯醇纤维丝与聚丙烯腈纤维丝的交织层。
2.根据权利要求1所述的复合纳米纤维空气过滤材料，其特征在于，是通过一次性静电纺丝获得并经交联处理。
3.根据权利要求1所述的复合纳米纤维空气过滤材料，其特征在于，所述的聚乙烯醇纤维的直径为400-1000nm、静电纺聚丙烯腈纤维的直径为150-500nm。
4.根据权利要求3所述的复合纳米纤维空气过滤材料，其特征在于该材料为交错分布的纳米聚乙烯醇纤维丝层和由纳米聚乙烯醇纤维丝与聚丙烯腈纤维丝的交织层4层结构，其孔隙率为75-90％，平均孔径为0.4um-6um。
5.一种制备权利要求1所述的复合纳米纤维空气过滤材料的方法，其特征在于包括以下步骤：
a.分别配制质量百分数为9-14％的聚乙烯醇纺丝液和质量百分数为7％-14％的聚丙烯腈纺丝液；
b.将配制好的聚乙烯醇纺丝液、聚丙烯腈纺丝液分别注入到静电纺丝机的连接两个纺织喷头的储液筒中，将两个纺织喷头相对的分别设置在静电纺丝机接收滚筒两侧并分别控制其纺丝液的喷出，在静电纺丝机的接收滚筒上设置不锈钢丝网，然后单独启动聚乙烯醇纺丝液喷头，在接收滚筒的不锈钢表面获得一层聚乙烯醇纤维，之后再同时启动聚丙烯腈纺丝液喷头，则在前一纤维层表面上复合得聚乙烯醇纤维和聚丙烯腈纤维的交织层，如此反复交替纺丝即可获得设定层次的复合纺织膜；
c.将步骤b获得设定层次的复合纺织膜连带不锈钢丝网一起先后在丙酮水溶液和戊二醛冰醋酸溶液中浸泡2h后，在120℃下加热烘干，即得到结构致密和性能稳定的复合纤维空气过滤材料。
6.根据权利要求5所述的复合纳米纤维空气过滤材料制备方法，其特征在于，步骤a所述聚乙烯醇纺丝液的溶剂为去离子水，所述聚丙烯睛纺丝液的溶剂为二甲基甲酰胺；聚乙烯醇的聚合度为1750±50、聚丙烯腈的分子量为80,000或90,000。
7.根据权利要求5所述的复合纳米纤维空气过滤材料制备方法，其特征在于，步骤c所述的丙酮水溶液为丙酮与水的体积比为3：7，戊二醛冰醋酸溶液的浓度为2wt％。
8.根据权利要求5所述的复合型纳米纤维空气过滤材料制备方法，其特征在于，纺丝电压为10-18kv，纺丝距离为12-25cm，喂液速度为0.5-2mL/h，接收滚筒上的不锈钢丝网为300目，接收滚筒的转速为100r/min。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110193253A (zh) * 2019-05-27 2019-09-03 长安大学 一种除霾装置、制备方法及其除霾方法
CN111085047A (zh) * 2019-08-26 2020-05-01 绿纳科技有限责任公司 一种用于pm2.5颗粒过滤的可清洗型纳米纤维纱窗的制备方法
CN113151911A (zh) * 2021-04-20 2021-07-23 东华大学 一种抗静电羊毛织物的制备方法
CN113996118A (zh) * 2021-11-29 2022-02-01 闽江学院 一种具有梯度结构的复合过滤材料及其制备方法
CN114100385A (zh) * 2020-09-01 2022-03-01 宁波方太厨具有限公司 疏水性复合纳米纤维空气过滤膜制备方法
CN114232333A (zh) * 2021-12-17 2022-03-25 华南理工大学 一种pAg-SiO2f一维多孔复合材料及其制备方法与应用
CN115275506A (zh) * 2022-07-05 2022-11-01 天津工业大学 一种锌离子电池用静电纺pi@pmia纳米纤维隔膜及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101653676A (zh) * 2008-08-20 2010-02-24 财团法人工业技术研究院 纳米纤维过滤材料及其形成方法
CN103505942A (zh) * 2013-09-30 2014-01-15 天津工业大学 一种纳米纤维过滤材料
CN103520999A (zh) * 2012-07-06 2014-01-22 北京服装学院 一种抗菌的复合纳米纤维高效空气过滤材料及其制备方法
CN104337797A (zh) * 2014-10-28 2015-02-11 东华大学 一种多药集成型复合载药纤维膜的制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101653676A (zh) * 2008-08-20 2010-02-24 财团法人工业技术研究院 纳米纤维过滤材料及其形成方法
CN103520999A (zh) * 2012-07-06 2014-01-22 北京服装学院 一种抗菌的复合纳米纤维高效空气过滤材料及其制备方法
CN103505942A (zh) * 2013-09-30 2014-01-15 天津工业大学 一种纳米纤维过滤材料
CN104337797A (zh) * 2014-10-28 2015-02-11 东华大学 一种多药集成型复合载药纤维膜的制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
XUEFEN WANG等: "Development of hydrophilic barrier layer on nanofibrous substrate as composite", 《JOURNAL OF MEMBRANE SCIENCE》 *
梁斌: "静电纺丝纳米纤维在膜分离中的研究进展", 《高分子通报》 *

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110193253A (zh) * 2019-05-27 2019-09-03 长安大学 一种除霾装置、制备方法及其除霾方法
CN111085047A (zh) * 2019-08-26 2020-05-01 绿纳科技有限责任公司 一种用于pm2.5颗粒过滤的可清洗型纳米纤维纱窗的制备方法
CN114100385A (zh) * 2020-09-01 2022-03-01 宁波方太厨具有限公司 疏水性复合纳米纤维空气过滤膜制备方法
CN114100385B (zh) * 2020-09-01 2023-04-14 宁波方太厨具有限公司 疏水性复合纳米纤维空气过滤膜制备方法
CN113151911A (zh) * 2021-04-20 2021-07-23 东华大学 一种抗静电羊毛织物的制备方法
CN113151911B (zh) * 2021-04-20 2022-11-04 东华大学 一种抗静电羊毛织物的制备方法
CN113996118A (zh) * 2021-11-29 2022-02-01 闽江学院 一种具有梯度结构的复合过滤材料及其制备方法
CN114232333A (zh) * 2021-12-17 2022-03-25 华南理工大学 一种pAg-SiO2f一维多孔复合材料及其制备方法与应用
CN115275506A (zh) * 2022-07-05 2022-11-01 天津工业大学 一种锌离子电池用静电纺pi@pmia纳米纤维隔膜及其制备方法

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