CN105624922B - 一种具有pm2.5细颗粒过滤功能的透明纱网的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有PM2.5细颗粒过滤功能的透明纱网的制备方法，包括如下步骤：(1)将高分子聚合物溶于溶剂中，48～55℃搅拌溶解1.5～2.5h，制得高分子聚合物的浓度为6～20wt％的纺丝液；(2)用上述纺丝液通过静电纺丝在尼龙纱网基底上制备纳米纤维膜，得复合纱网；(3)将上述复合纱网在65～75℃的热空气中干燥1.5～2.5h，自然冷却到室温，制得PM2.5细颗粒过滤效率70～95％、透明度40～80％的所述透明纱网。本发明制备的透明纱网透明度高，透气性好，并且对PM2.5细颗粒具有较高的过滤效率，是室内空气过滤领域的优良选材。
Description
技术领域
本发明属于纱窗制造技术领域，具体涉及一种具有PM2.5细颗粒过滤功能的透明纱网的制备方法。
背景技术
随着工业化进程的不断加快，环境污染也日趋严重，特别是空气污染问题尤为突出。近年来，我国多个省市出现了持续的雾霾天气，而主要的“元凶”即为粉尘，包括备注关注PM2.5和PM10。所谓PM2.5是指空气中颗粒直径小于2.5μm的细颗粒物，又称可入肺颗粒物。PM2.5颗粒小，不能被呼吸道阻挡，被人体吸入后会在肺泡内沉积且无法排出，因而长期吸入会影响肺的气体交换，导致尘肺，甚至肺癌等。
针对这一现状，室外防护更多的是佩戴口罩。而在室内，人们往往不会佩戴口罩，因而选择具有过滤PM2.5功能的纱窗是很有必要的。目前市售的纱窗孔径较大，对于细颗粒物的过滤能力有限，难以起到有效防护。而一些新型的纤维纱窗，其透气性和透明度则较差。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种具有PM2.5细颗粒过滤功能的透明纱网的制备方法。
本发明的具体技术方案如下：
一种具有PM2.5细颗粒过滤功能的透明纱网的制备方法，包括如下步骤：
(1)将高分子聚合物溶于溶剂中，48～55℃搅拌溶解1.5～2.5h，制得高分子聚合物的浓度为6～20wt％的纺丝液，该高分子聚合物为聚酰胺、聚氨酯、聚丙烯腈或聚乙烯醇，溶剂为二甲基甲酰胺、六氟异丙醇和甲酸中的至少一种；
(2)用上述纺丝液通过静电纺丝在尼龙纱网基底上制备纳米纤维膜，得复合纱网，上述静电纺丝的具体参数为：纺丝时间2～3min，输出电压40～80kV，接收距离为10～50cm，纺丝温度为室温，湿度为30～70％，采用金属圆柱电极进行静电纺丝；
(3)将上述复合纱网在65～75℃的热空气中干燥1.5～2.5h，自然冷却到室温，制得PM2.5细颗粒过滤效率70～95％、透明度40～80％的所述透明纱网。
在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤(1)为：将高分子聚合物溶于溶剂中，50℃搅拌溶解2h，制得高分子聚合物的浓度为7～12wt％的纺丝液。
在本发明的一个优选实施方案中，所述溶剂为二甲基甲酰胺或六氟异丙醇与甲酸的混合溶剂。
进一步优选的，所述混合溶剂中，六氟异丙醇与甲酸的体积比为2:5。
在本发明的一个优选实施方案中，所述纺丝时间为2min。
在本发明的一个优选实施方案中，所述输出电压为70～80kV。
在本发明的一个优选实施方案中，所述接收距离为12～14cm。
在本发明的一个优选实施方案中，所述湿度为35～65％。
在本发明的一个优选实施方案中，所述步骤(3)为：将上述复合纱网在70℃的热空气中干燥2h，自然冷却到室温，制得PM2.5细颗粒过滤效率70～93％、透明度45～80％的所述透明纱网。
本发明的有益效果是：
1、本发明以尼龙纱网作为基底，利用静电纺丝技术在纱网上制备纳米纤维，然后对透明纱网进行干燥处理，制得产品，本发明的工艺简单，所制备的纳米纤维膜的纤维直径小，纤维膜比表面积大，孔隙率高且具有高透明度。
2、本发明制备的透明纱网透明度高，透气性好，并且对PM2.5细颗粒具有较高的过滤效率，是室内空气过滤领域的优良选材。
附图说明
图1为本发明实施例1制备的透明纱网的纳米纤维膜SEM图。
图2为本发明实施例1制备的透明纱网的纳米纤维膜的纤维直径分布图。
图3为本发明实施例1制备的透明纱网的过滤效率测试结果图。
具体实施方式
以下通过具体实施方式对本发明的技术方案进行进一步的说明和描述。
实施例1
将7g聚丙烯腈加入到93g二甲基甲酰胺中，并在50℃条件下充分搅拌2h得到质量分数为7wt％的PAN/DMF纺丝溶液。将该溶液倒入装有金属圆柱电极的槽内，以尼龙纱网作为基底，在输出电压为70Kv、接收距离为14cm、温度为30℃、湿度为35％的条件下进行静电纺丝，纺丝2分钟后得到具有纳米纤维膜的复合纱网。将该复合纱网在70℃热空气中干燥2h，而后自然冷却到室温，最终得到过滤效率为95％、透明度为75％的透明纱网。
本实施例的透明纱网上的纳米纤维膜的微观形貌如图1所示，纤维直径分布如图2所示，该透明纱网的过滤效率测试结果如图3所示。
实施例2
将7g聚丙烯腈加入到83g二甲基甲酰胺中，并在50℃条件下充分搅拌2h得到质量分数为7wt％的PAN/DMF纺丝溶液。将该溶液倒入装有金属圆柱电极的槽内，以尼龙纱网作为基底，在输出电压为70Kv、接收距离为14cm、温度为30℃、湿度为35％的条件下进行静电纺丝，纺丝1分钟后得到具有纳米纤维膜的复合纱网。将该复合纱网在70℃热空气中干燥2h，而后自然冷却到室温，最终得到过滤效率为90％、透明度为80％的透明纱网。
实施例3
将10g聚丙烯腈加入到90g二甲基甲酰胺中，并在50℃条件下充分搅拌2h得到质量分数为10wt％的PAN/DMF纺丝溶液。将该溶液倒入装有金属圆柱电极的槽内，以尼龙纱网作为基底，在输出电压为70Kv、接收距离为12cm、温度为30℃、湿度为35％的条件下进行静电纺丝，纺丝2分钟后得到具有纳米纤维膜的复合纱网。将该复合纱网在70℃热空气中干燥2h，而后自然冷却到室温，最终得到过滤效率为80％、透明度为75％的透明纱网。
实施例4
将12g聚丙烯腈加入到88g二甲基甲酰胺中，并在50℃条件下充分搅拌2h得到质量分数为12wt％的PAN/DMF纺丝溶液。将该溶液倒入装有金属圆柱电极的槽内，以尼龙纱网作为基底，在输出电压为70Kv、接收距离为12cm、温度为30℃、湿度为35％的条件下进行静电纺丝，纺丝2分钟后得到具有纳米纤维膜的复合纱网。将该复合纱网在70℃热空气中干燥2h，而后自然冷却到室温，最终得到过滤效率为70％、透明度为65％的透明纱网。
实施例5
按体积比配置5:2的甲酸、六氟异丙醇混合溶剂，将10g聚酰胺66加入到90g混合溶剂中，并在50℃条件下充分搅拌2h得到质量分数为10wt％的纺丝溶液。将该溶液倒入装有金属圆柱电极的槽内，以尼龙纱网作为基底，在输出电压为80Kv、接收距离为12cm、温度为30℃、湿度为65％的条件下进行静电纺丝，纺丝4分钟后得到具有纳米纤维膜的复合纱网。将该复合纱网在热空气中干燥2h，而后自然冷却到室温，最终得到过滤效率为93％、透明度为45％的透明纱网。
本领域普通技术人员可知，本发明的技术参数在下述范围内变化时，仍能获得与上述实施例相同或相近的技术效果，皆属于本发明的保护范围：
一种具有PM2.5细颗粒过滤功能的透明纱网的制备方法，包括如下步骤：
(1)将高分子聚合物溶于溶剂中，48～55℃搅拌溶解1.5～2.5h，制得高分子聚合物的浓度为6～20wt％的纺丝液，该高分子聚合物为聚酰胺、聚氨酯、聚丙烯腈或聚乙烯醇，溶剂为二甲基甲酰胺、六氟异丙醇和甲酸中的至少一种；
(2)用上述纺丝液通过静电纺丝在尼龙纱网基底上制备纳米纤维膜，得复合纱网，上述静电纺丝的具体参数为：纺丝时间2～3min，输出电压40～80kV，接收距离为10～50cm，纺丝温度为室温，湿度为30～70％，采用金属圆柱电极进行静电纺丝；
(3)将上述复合纱网在65～75℃的热空气中干燥1.5～2.5h，自然冷却到室温，制得PM2.5细颗粒过滤效率70～95％、透明度40～80％的所述透明纱网。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。
Claims (8)
1.一种具有PM2.5细颗粒过滤功能的透明纱网的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)将高分子聚合物溶于溶剂中，48～55℃搅拌溶解1.5～2.5h，制得高分子聚合物的浓度为6～20wt％的纺丝液，该高分子聚合物为聚氨酯、聚丙烯腈或聚乙烯醇，溶剂为二甲基甲酰胺或六氟异丙醇与甲酸的混合溶剂；
(2)用上述纺丝液通过静电纺丝在尼龙纱网基底上制备纳米纤维膜，得复合纱网，上述静电纺丝的具体参数为：纺丝时间1～5min，输出电压40～80kV，接收距离为10～50cm，纺丝温度为室温，湿度为30～70％，采用金属圆柱电极进行静电纺丝；
(3)将上述复合纱网在65～75℃的热空气中干燥1.5～2.5h，自然冷却到室温，制得PM2.5细颗粒过滤效率70～95％、透明度40～80％的所述透明纱网。
2.如权利要求1所述的一种具有PM2.5细颗粒过滤功能的透明纱网的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)为：将高分子聚合物溶于溶剂中，50℃搅拌溶解2h，制得高分子聚合物的浓度为7～12wt％的纺丝液。
3.如权利要求1所述的一种具有PM2.5细颗粒过滤功能的透明纱网的制备方法，其特征在于：所述混合溶剂中，六氟异丙醇与甲酸的体积比为2:5。
4.如权利要求1所述的一种具有PM2.5细颗粒过滤功能的透明纱网的制备方法，其特征在于：所述纺丝时间为1～4min。
5.如权利要求1所述的一种具有PM2.5细颗粒过滤功能的透明纱网的制备方法，其特征在于：所述输出电压为70～80kV。
6.如权利要求1所述的一种具有PM2.5细颗粒过滤功能的透明纱网的制备方法，其特征在于：所述接收距离为12～14cm。
7.如权利要求1所述的一种具有PM2.5细颗粒过滤功能的透明纱网的制备方法，其特征在于：所述湿度为35～65％。
8.如权利要求1所述的一种具有PM2.5细颗粒过滤功能的透明纱网的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)为：将上述复合纱网在70℃的热空气中干燥2h，自然冷却到室温，制得PM2.5细颗粒过滤效率70～93％、透明度45～80％的所述透明纱网。
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