CN113832558A - 一种具有驻极效应的聚酰胺酰亚胺卷曲纳米纤维及其制备方法 - Google Patents

一种具有驻极效应的聚酰胺酰亚胺卷曲纳米纤维及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113832558A
CN113832558A CN202111118113.8A CN202111118113A CN113832558A CN 113832558 A CN113832558 A CN 113832558A CN 202111118113 A CN202111118113 A CN 202111118113A CN 113832558 A CN113832558 A CN 113832558A
Authority
CN
China
Prior art keywords
fiber
pai
electret effect
crimped
nanofiber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202111118113.8A
Other languages
English (en)
Inventor
李玉瑶
季泽楷
刘雍
华乐珍
吴峥
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nantong Bolian Material Technology Co ltd
Tianjin Polytechnic University
Original Assignee
Nantong Bolian Material Technology Co ltd
Tianjin Polytechnic University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nantong Bolian Material Technology Co ltd, Tianjin Polytechnic University filed Critical Nantong Bolian Material Technology Co ltd
Priority to CN202111118113.8A priority Critical patent/CN113832558A/zh
Publication of CN113832558A publication Critical patent/CN113832558A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/22—Formation of filaments, threads, or the like with a crimped or curled structure; with a special structure to simulate wool
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/0007—Electro-spinning
    • D01D5/0015—Electro-spinning characterised by the initial state of the material
    • D01D5/003—Electro-spinning characterised by the initial state of the material the material being a polymer solution or dispersion
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/253—Formation of filaments, threads, or the like with a non-circular cross section; Spinnerette packs therefor
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F1/00—General methods for the manufacture of artificial filaments or the like
    • D01F1/02—Addition of substances to the spinning solution or to the melt
    • D01F1/10—Other agents for modifying properties
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/88—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from mixtures of polycondensation products as major constituent with other polymers or low-molecular-weight compounds
    • D01F6/94—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from mixtures of polycondensation products as major constituent with other polymers or low-molecular-weight compounds of other polycondensation products

Abstract

本发明属于纤维材料技术领域，公开了一种具有驻极效应的聚酰胺酰亚胺(PAI)卷曲纳米纤维及其制备方法。所述驻极纳米纤维的主要组分为PAI，其质量比≥95％，纤维直径为100～800nm，卷曲半径为1～5μm，材料的孔径和孔隙率分别在0.3～10μm、88～95％范围内可控；其驻极效应的表征参数——表面电势在1～12kV范围内可控，驻极效应稳定性表现为在高湿(＞80％)环境中处理5天，表面电势衰减率＜5％；耐高温性能良好，可在100～250℃环境下保持结构稳定。此材料的制备方法包括以下步骤：将PAI溶解在溶剂中配置成纺丝原液，利用高压静电纺丝机一步制备出具有驻极效应的PAI卷曲纳米纤维材料，制备过程中可通过调控工艺参数和纺丝环境来控制所成型纤维材料的结构和驻极效应。该制备方法简便、易操作，所得材料兼具结构优势和表面效应，在空气过滤、电子能源、吸音保暖等领域具有广阔应用前景。

Description

一种具有驻极效应的聚酰胺酰亚胺卷曲纳米纤维及其制备 方法
技术领域
本发明属于特种材料及空气过滤交叉技术领域，涉及一种具有驻极效应的聚酰胺酰亚胺(PAI)卷曲纳米纤维及其制备方法，特别是一种耐高温、高蓬松的驻极PAI卷曲纳米纤维材料及其静电纺丝方法，具体地说是通过静电纺丝技术，将高性能聚合物PAI制备成纤维材料，并实现其在高温过滤领域的应用。
背景技术
目前，大气颗粒物污染问题的防治仍是生态文明建设的关键环节。超低排放被认为是对抗颗粒物污染的最有效方法，更是成为我国当前打赢蓝天保卫战的精准措施和首要工作。由于颗粒物的排放源头主要包括钢铁厂、焦化厂、燃煤电厂、汽车尾气等，因此含尘污染空气的温度一般为100～250℃，使得耐高温的纤维材料成为空气过滤领域的研发热点。现有市售高温过滤材料主要有聚酰亚胺(PI)、聚苯硫醚(PPS)、聚四氟乙烯(PTFE)和芳纶纤维四大类。但现有材料面临两大问题，首先，现有材料的纤维直径为微米数量级，导致其孔径大，进而对微细颗粒物的过滤效率低；其次，现有材料具有加工困难、成本高的瓶颈，亟需开发新型高温过滤用纤维材料。
聚酰胺酰亚胺是一种由酰亚胺环和酰胺键规则交替排列构成的聚合物，其具有与聚酰亚胺相当的玻璃化温度(250～300℃)，使用温度范围广(从-195℃到230℃)，尺寸稳定性和抗蠕变性优良，且耐腐蚀、耐辐照。本发明利用静电纺丝技术将聚酰胺酰亚胺一步制备成纤维材料，是高温过滤领域的新发明、新创造。与本发明密切相关的技术主要通过搜索关键词“聚酰胺酰亚胺&纤维”、“电纺&卷曲纤维”、“高温过滤&纤维”获取。已公开的技术中，聚酰胺酰亚胺纤维均不具备驻极效应，且无卷曲结构，聚酰胺酰亚胺纤维的制备方法主要为沉析法和湿法，如《CN201510760451.X一种聚酰胺酰亚胺沉析纤维的制备方法》、《CN201410025790.9一种聚酰胺酰亚胺纤维湿法一步纺丝工艺》、《CN202011083897.0一种聚酰胺-酰亚胺共聚纤维的制备方法》等。利用静电纺丝技术制备卷曲纤维的技术中，《CN202010206159.4一种仿羊毛卷曲静电纺纳米纤维及其制备方法》公开的是一种双组份的卷曲纤维，且并未包含聚酰胺酰亚胺组分，其卷曲结构的形成是通过高弹性和低弹性聚合物的力学性质差异实现，与本专利的材料与制备方法具有本质区别。已公开的高温过滤纤维中，未有涉及以聚酰胺酰亚胺为组分的材料。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型耐高温、高孔隙率纳米纤维材料及其制备方法，填补现有高温过滤纤维材料的空白，并提供聚酰胺酰亚胺纤维的一步制备方法。
本发明提供了一种具有驻极效应的PAI卷曲纳米纤维，所述纤维材料的主要组分为PAI，其质量比≥95％，其具有纳米级的纤维直径，表现出卷曲结构，纤维集合体呈现高孔隙率的蓬松状态，此外该材料具有明显的驻极效应。
作为优选的技术方案：
如上所述的一种具有驻极效应的PAI卷曲纳米纤维，纤维组分主要为PAI，其质量比95～100％，其余组分为有机或无机添加剂，可为羟基磷灰石、二氧化硅、聚四氟乙烯、氮化硅、石墨烯、二氧化钛、勃母石，添加剂的粒径为0.01～1μm。
如上所述的一种具有驻极效应的PAI卷曲纳米纤维，纤维直径为100～800nm；纤维呈现卷曲形态，卷曲半径为1～5μm，纵向卷曲形式可为Z字形、S形、螺旋形；纤维具有光滑或粗糙表面，纤维具有圆形或异形(椭圆形、三叶形、沟槽型等)截面；纤维集合体的孔径为0.3～10μm，孔隙率＞90％，呈现高蓬松堆积状态。
如上所述的一种具有驻极效应的PAI卷曲纳米纤维，纤维具有显著的驻极效应，其表征参数表面电势为1～12kV，驻极效应稳定性表现为在高湿(＞80％)环境中处理5天，表面电势衰减率＜5％。
如上所述的一种具有驻极效应的PAI卷曲纳米纤维，纤维具有良好的耐热性，其结构可在100～250℃环境下保持结构稳定。
本发明还提供了一种具有驻极效应的PAI卷曲纳米纤维的制备方法，纤维的制备方式为静电纺丝，即先将质量比为95～100％的PAI和5～0％的添加剂溶解于良溶剂中，形成稳定的胶体溶液后，利用静电纺丝设备实现纤维成型。
作为优选的技术方案：
如上所述的一种具有驻极效应的PAI卷曲纳米纤维的制备方法，所述聚合物为PAI，其形态为粉末状、液体状，其分子量为5000～300000，种类为嵌段或均聚型；所用的添加剂为有机或无机组分，可为羟基磷灰石、二氧化硅、聚四氟乙烯、氮化硅、石墨烯、二氧化钛、勃母石，添加剂的粒径为0.01～1μm；所用的溶剂为N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、氯仿、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜中的一种或几种；所形成的胶体溶液质量浓度为15～40wt％。
如上所述的一种具有驻极效应的PAI卷曲纳米纤维的制备方法，所述纺丝电压10～60kV，接收距离10～100cm，灌注速度0.5～10ml/h，纺丝环境湿度10～99％，温度15～40℃，纺丝时间0.1～12h。
附图说明
图1为PAI卷曲纳米纤维的SEM图像。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
在本实施例中，一种具有驻极效应的PAI卷曲纳米纤维，纤维组分主要为PAI，其质量比96％，其余组分为有机添加剂聚四氟乙烯，添加剂的粒径为0.05μm，纤维直径为100nm；纤维呈现卷曲形态，卷曲半径为2μm，纵向卷曲形式为Z字形；纤维具有光滑表面，圆形截面；纤维集合体的孔径为2μm，孔隙率为92％，呈现高蓬松堆积状态。此外，纤维具有显著的驻极效应，其表征参数表面电势为8kV，驻极效应稳定性表现为在高湿(87％)环境中处理5天，表面电势衰减率为2％。纤维具有良好的耐热性，可在180℃环境下保持结构稳定。
实施例2
在本实施例中，一种具有驻极效应的PAI卷曲纳米纤维，纤维组分主要为PAI，其质量比97.5％，其余组分为无机添加剂羟基磷灰石，添加剂的粒径为0.08μm。纤维直径为150nm；纤维呈现卷曲形态，卷曲半径为3μm，纵向卷曲形式为S形；纤维具有光滑表面，三叶形截面；纤维集合体的孔径为3μm，孔隙率为95％，呈现高蓬松堆积状态。纤维具有显著的驻极效应，其表征参数表面电势为2kV，驻极效应稳定性表现为在高湿(90％)环境中处理5天，表面电势衰减率为1％。纤维具有良好的耐热性，可在220℃环境下保持结构稳定。
实施例3
在本实施例中，一种具有驻极效应的PAI卷曲纳米纤维，纤维组分主要为PAI，其质量比95.5％，其余组分为无机添加剂氮化硅，添加剂的粒径为0.12μm。纤维直径为500nm；纤维呈现卷曲形态，卷曲半径为3.3μm，纵向卷曲形式为Z字形；纤维具有粗糙表面，沟槽型截面；纤维集合体的孔径为2μm，孔隙率93％，呈现高蓬松堆积状态。纤维具有显著的驻极效应，其表征参数表面电势为10.5kV，驻极效应稳定性表现为在高湿(90％)环境中处理5天，表面电势衰减率2％。纤维具有良好的耐热性，可在180℃环境下保持结构稳定。
实施例4
在本实施例中，一种具有驻极效应的PAI卷曲纳米纤维，纤维组分主要为PAI，其质量比96.8％，其余组分为有机添加剂二氧化硅，添加剂的粒径为0.43μm。纤维直径为650nm；纤维呈现卷曲形态，卷曲半径为2.8μm，纵向卷曲形式为螺旋形；纤维具有光滑表面，圆形截面；纤维集合体的孔径为6μm，孔隙率为96％，呈现高蓬松堆积状态。纤维具有显著的驻极效应，其表征参数表面电势为5.2kV，驻极效应稳定性表现为在高湿(88％)环境中处理5天，表面电势衰减率为2％。纤维具有良好的耐热性，可在190℃环境下保持结构稳定。
实施例5
在本实施例中，一种具有驻极效应的PAI卷曲纳米纤维，纤维组分主要为PAI，其质量比97.2％，其余组分为无机添加剂勃母石，添加剂的粒径为0.08μm。纤维直径为150nm；纤维呈现卷曲形态，卷曲半径为1.6μm，纵向卷曲形式为Z字形；纤维具有光滑表面，椭圆形截面；纤维集合体的孔径为6μm，孔隙率为98.2％，呈现高蓬松堆积状态。纤维具有显著的驻极效应，其表征参数表面电势为10kV，驻极效应稳定性表现为在高湿(89％)环境中处理5天，表面电势衰减率为3％。纤维具有良好的耐热性，可在180℃环境下保持结构稳定。
实施例6
在本实施例中，一种具有驻极效应的PAI卷曲纳米纤维，纤维组分主要为PAI，其质量比97.7％，其余组分为无机添加剂石墨烯，添加剂的粒径为0.01μm。纤维直径为100nm；纤维呈现卷曲形态，卷曲半径为2.4μm，纵向卷曲形式为螺旋形；纤维具有粗糙表面，三叶形截面；纤维集合体的孔径为0.5μm，孔隙率为96％，呈现高蓬松堆积状态。纤维具有显著的驻极效应，其表征参数表面电势为3.8kV，驻极效应稳定性表现为在高湿(93％)环境中处理5天，表面电势衰减率4％。纤维具有良好的耐热性，可在190℃环境下保持结构稳定。
实施例7
在本实施例中，一种具有驻极效应的PAI卷曲纳米纤维，纤维组分主要为PAI，其质量比98.8％，其余组分为有机添加剂聚四氟乙烯，添加剂的粒径为0.67μm。纤维直径为700nm；纤维呈现卷曲形态，卷曲半径为2μm，纵向卷曲形式为Z字形；纤维具有粗糙表面，圆形截面；纤维集合体的孔径为5μm，孔隙率为92％，呈现高蓬松堆积状态。纤维具有显著的驻极效应，其表征参数表面电势为3kV，驻极效应稳定性表现为在高湿(93％)环境中处理5天，表面电势衰减率2％。纤维具有良好的耐热性，可在230℃环境下保持结构稳定。
实施例8
在本实施例中，一种具有驻极效应的PAI卷曲纳米纤维，纤维组分主要为PAI，其质量比97％，其余组分为无机添加剂羟基磷灰石，添加剂的粒径为0.5μm。纤维直径为800nm；纤维呈现卷曲形态，卷曲半径为1.5μm，纵向卷曲形式为S形；纤维具有光滑表面，圆形截面；纤维集合体的孔径为0.9μm，孔隙率为95.5％，呈现高蓬松堆积状态。纤维具有显著的驻极效应，其表征参数表面电势为6.8kV，驻极效应稳定性表现为在高湿(90％)环境中处理5天，表面电势衰减率1％。纤维具有良好的耐热性，可在180℃环境下保持结构稳定。
实施例9
在本实施例中，一种具有驻极效应的PAI卷曲纳米纤维，纤维组分主要为PAI，其质量比98％，其余组分为无机添加剂氮化硅，添加剂的粒径为0.5μm。纤维直径为660nm；纤维呈现卷曲形态，卷曲半径为1.8μm，纵向卷曲形式为螺旋形；纤维具有粗糙表面，圆形截面；纤维集合体的孔径为8μm，孔隙率为96％，呈现高蓬松堆积状态。纤维具有显著的驻极效应，其表征参数表面电势为11kV，驻极效应稳定性表现为在高湿(88％)环境中处理5天，表面电势衰减率为4％。纤维具有良好的耐热性，可在220℃环境下保持结构稳定。
实施例10
在本实施例中，一种具有驻极效应的PAI卷曲纳米纤维，纤维组分主要为PAI，其质量比99％，其余组分为无机添加剂二氧化硅，添加剂的粒径为0.07μm。纤维直径为180nm；纤维呈现卷曲形态，卷曲半径为3.5μm，纵向卷曲形式为螺旋形；纤维具有粗糙表面，三叶形截面；纤维集合体的孔径为2μm，孔隙率为92％，呈现高蓬松堆积状态。纤维具有显著的驻极效应，其表征参数表面电势为10.5kV，驻极效应稳定性表现为在高湿(90％)环境中处理5天，表面电势衰减率为3％。纤维具有良好的耐热性，可在250℃环境下保持结构稳定。
实施例11
在本实施例中，一种具有驻极效应的PAI卷曲纳米纤维，纤维的制备方式为静电纺丝，即先将质量比为96％的PAI和4％的添加剂溶解于良溶剂中，形成稳定的胶体溶液后，利用静电纺丝设备实现纤维成型。所用的聚合物为PAI，其形态为液体状，其分子量为5000，种类为嵌段型；所用的添加剂为有机组分聚四氟乙烯，添加剂的粒径为0.05μm；所用的溶剂为N，N-二甲基甲酰胺；所形成的胶体溶液质量浓度为18wt％；纺丝电压18V，接收距离20cm，灌注速度3ml/h，纺丝环境湿度20％，温度20℃，纺丝时间0.5h。
实施例12
在本实施例中，一种具有驻极效应的PAI卷曲纳米纤维，其特征在于，纤维的制备方式为静电纺丝，即先将质量比为97.5％的PAI和2.5％的添加剂溶解于良溶剂中，形成稳定的胶体溶液后，利用静电纺丝设备实现纤维成型。所用的聚合物为PAI，其形态为粉末状，其分子量为60000，种类为嵌段型；所用的添加剂为无机组分羟基磷灰石，添加剂的粒径为0.08μm；所用的溶剂为N，N-二甲基乙酰胺；所形成的胶体溶液质量浓度为18wt％；纺丝电压20kV，接收距离15cm，灌注速度1ml/h，纺丝环境湿度80％，温度30℃，纺丝时间0.5h。
实施例13
在本实施例中，一种具有驻极效应的PAI卷曲纳米纤维，其特征在于，纤维的制备方式为静电纺丝，即先将质量比为95.5％的PAI和4.5％的添加剂溶解于良溶剂中，形成稳定的胶体溶液后，利用静电纺丝设备实现纤维成型。所用的聚合物为PAI，其形态为粉末状，其分子量为10000，种类为嵌段型；所用的添加剂为无机组分氮化硅，添加剂的粒径为0.12μm；所用的溶剂为氯仿；所形成的胶体溶液质量浓度为31wt％；纺丝电压23kV，接收距离18cm，灌注速度1.5ml/h，纺丝环境湿度80％，温度25℃，纺丝时间0.5h。
实施例14
在本实施例中，一种具有驻极效应的PAI卷曲纳米纤维，其特征在于，纤维的制备方式为静电纺丝，即先将质量比为96.8％的PAI和3.2％的添加剂溶解于良溶剂中，形成稳定的胶体溶液后，利用静电纺丝设备实现纤维成型。所用的聚合物为PAI，其形态为粉末状，其分子量为100000，种类为均聚型；所用的添加剂为无机组分二氧化硅，添加剂的粒径为0.43μm；所用的溶剂为N-甲基吡咯烷酮；所形成的胶体溶液质量浓度为16.8wt％；纺丝电压22kV，接收距离20cm，灌注速度1ml/h，纺丝环境湿度65％，温度25℃，纺丝时间0.5h。
实施例15
在本实施例中，一种具有驻极效应的PAI卷曲纳米纤维，其特征在于，纤维的制备方式为静电纺丝，即先将质量比为97.2％的PAI和2.8％的添加剂溶解于良溶剂中，形成稳定的胶体溶液后，利用静电纺丝设备实现纤维成型。所用的聚合物为PAI，其形态为液体状，其分子量为80000，种类为嵌段型；所用的添加剂为无机组分勃母石，添加剂的粒径为0.08μm；所用的溶剂为二甲基亚砜；所形成的胶体溶液质量浓度为30wt％；纺丝电压25kV，接收距离15cm，灌注速度4ml/h，纺丝环境湿度30％，温度20℃，纺丝时间0.5h。
实施例16
在本实施例中，一种具有驻极效应的PAI卷曲纳米纤维，其特征在于，纤维的制备方式为静电纺丝，即先将质量比为97.7％的PAI和2.3％的添加剂溶解于良溶剂中，形成稳定的胶体溶液后，利用静电纺丝设备实现纤维成型。所用的聚合物为PAI，其形态为粉末状，其分子量为5000，种类为均聚型；所用的添加剂为无机组分石墨烯，添加剂的粒径为0.01μm；所用的溶剂为N，N-二甲基甲酰胺；所形成的胶体溶液质量浓度为20wt％；纺丝电压24kV，接收距离20cm，灌注速度5ml/h，纺丝环境湿度90％，温度30℃，纺丝时间1h。
实施例17
在本实施例中，一种具有驻极效应的PAI卷曲纳米纤维，其特征在于，纤维的制备方式为静电纺丝，即先将质量比为98.8％的PAI和1.2％的添加剂溶解于良溶剂中，形成稳定的胶体溶液后，利用静电纺丝设备实现纤维成型。所用的聚合物为PAI，其形态为液体状，其分子量为250000，种类为嵌段型；所用的添加剂为有机组分聚四氟乙烯，添加剂的粒径为0.67μm；所用的溶剂为N，N-二甲基甲酰胺；所形成的胶体溶液质量浓度为33wt％；纺丝电压40kV，接收距离20cm，灌注速度3ml/h，纺丝环境湿度85％，温度35℃，纺丝时间2h。
实施例18
在本实施例中，一种具有驻极效应的PAI卷曲纳米纤维，其特征在于，纤维的制备方式为静电纺丝，即先将质量比为97％的PAI和3％的添加剂溶解于良溶剂中，形成稳定的胶体溶液后，利用静电纺丝设备实现纤维成型。所用的聚合物为PAI，其形态为液体状，其分子量为100000，种类为嵌段型；所用的添加剂为无机组分羟基磷灰石，添加剂的粒径为0.5μm；所用的溶剂为N，N-二甲基乙酰胺；所形成的胶体溶液质量浓度为38wt％；纺丝电压45kV，接收距离35cm，灌注速度5ml/h，纺丝环境湿度30％，温度20℃，纺丝时间3h。
实施例19
在本实施例中，一种具有驻极效应的PAI卷曲纳米纤维，其特征在于，纤维的制备方式为静电纺丝，即先将质量比为98％的PAI和2％的添加剂溶解于良溶剂中，形成稳定的胶体溶液后，利用静电纺丝设备实现纤维成型。所用的聚合物为PAI，其形态为粉末状，其分子量为6000，种类为均聚型；所用的添加剂为无机组分氮化硅，添加剂的粒径为0.5μm；所用的溶剂为N，N-二甲基甲酰胺；所形成的胶体溶液质量浓度为35wt％；纺丝电压45kV，接收距离60cm，灌注速度5ml/h，纺丝环境湿度80％，温度30℃，纺丝时间1h。
实施例20
在本实施例中，一种具有驻极效应的PAI卷曲纳米纤维，其特征在于，纤维的制备方式为静电纺丝，即先将质量比为99％的PAI和1％的添加剂溶解于良溶剂中，形成稳定的胶体溶液后，利用静电纺丝设备实现纤维成型。所用的聚合物为PAI，其形态为粉末状，其分子量为150000，种类均聚型；所用的添加剂为无机组分二氧化硅，添加剂的粒径为0.07μm；所用的溶剂为二甲基亚砜；所形成的胶体溶液质量浓度为40wt％；纺丝电压50kV，接收距离20cm，灌注速度5ml/h，纺丝环境湿度80％，温度30℃，纺丝时间2h。

Claims (8)

1.一种具有驻极效应的聚酰胺酰亚胺(PAI)卷曲纳米纤维，其特征在于：所述纤维材料的主要组分为PAI，其质量比≥95％，其具有纳米级的纤维直径，表现出卷曲结构，纤维集合体呈现高孔隙率的蓬松状态，此外，该材料具有明显的驻极效应。
2.根据权利要求1所述的一种具有驻极效应的PAI卷曲纳米纤维，其特征在于，纤维组分主要为PAI，其质量比95～100％，其余组分为有机或无机添加剂，可为羟基磷灰石、二氧化硅、聚四氟乙烯、氮化硅、石墨烯、二氧化钛、勃母石，添加剂的粒径为0.01～1μm。
3.根据权利要求1所述的一种具有驻极效应的PAI卷曲纳米纤维，其特征在于，纤维直径为100～800nm；纤维呈现卷曲形态，卷曲半径为1～5μm，纵向卷曲形式可为Z字形、S形、螺旋形；纤维具有光滑或粗糙表面，纤维具有圆形或异形(椭圆形、三叶形、沟槽型等)截面；纤维集合体的孔径为0.3～10μm，孔隙率＞90％，呈现高蓬松堆积状态。
4.根据权利要求1所述的一种具有驻极效应的PAI卷曲纳米纤维，其特征在于，纤维具有显著的驻极效应，其表征参数表面电势为1～12kV，驻极效应稳定性表现为在高湿(＞80％)环境中处理5天，表面电势衰减率＜5％。
5.根据权利要求1所述的一种具有驻极效应的PAI卷曲纳米纤维，其特征在于，纤维具有良好的耐热性，其结构可在100～250℃环境下保持结构稳定。
6.根据权利要求1所述的一种具有驻极效应的PAI卷曲纳米纤维，其特征在于，纤维的制备方式为静电纺丝，即先将质量比为95～100％的PAI和5～0％的添加剂溶解于良溶剂中，形成稳定的胶体溶液后，利用静电纺丝设备实现纤维成型。
7.根据权利要求6所述的一种具有驻极效应的PAI卷曲纳米纤维的制备方法，其特征在于，所用的聚合物为PAI，其形态为粉末状、液体状，其分子量为5000～300000，种类为嵌段或均聚型；所用的添加剂为有机或无机组分，可为羟基磷灰石、二氧化硅、聚四氟乙烯、氮化硅、石墨烯、二氧化钛、勃母石，添加剂的粒径为0.01～1μm；所用的溶剂为N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、氯仿、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜中的一种或几种；所形成的胶体溶液质量浓度为15～40wt％。
8.根据权利要求6所述的一种具有驻极效应的PAI卷曲纳米纤维的制备方法，其特征在于，纺丝电压10～60kV，接收距离10～100cm，灌注速度0.5～10ml/h，纺丝环境湿度10～99％，温度15～40℃，纺丝时间0.1～12h。
CN202111118113.8A 2021-09-24 2021-09-24 一种具有驻极效应的聚酰胺酰亚胺卷曲纳米纤维及其制备方法 Pending CN113832558A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111118113.8A CN113832558A (zh) 2021-09-24 2021-09-24 一种具有驻极效应的聚酰胺酰亚胺卷曲纳米纤维及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111118113.8A CN113832558A (zh) 2021-09-24 2021-09-24 一种具有驻极效应的聚酰胺酰亚胺卷曲纳米纤维及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113832558A true CN113832558A (zh) 2021-12-24

Family

ID=78969659

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111118113.8A Pending CN113832558A (zh) 2021-09-24 2021-09-24 一种具有驻极效应的聚酰胺酰亚胺卷曲纳米纤维及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113832558A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114717681A (zh) * 2022-05-27 2022-07-08 南通博联材料科技有限公司 一种耐高温、阻燃聚酰胺酰亚胺基长丝及其绿色制备和原位增强方法
CN115522278A (zh) * 2022-09-15 2022-12-27 青岛大学 用于耐高温过滤材料的超疏水聚酰胺酰亚胺纳米纤维及其制备方法、应用

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1340113A (zh) * 1999-12-20 2002-03-13 杜邦-东丽株式会社 耐热卷曲纱线
JP2008000682A (ja) * 2006-06-22 2008-01-10 Toyobo Co Ltd フィルタおよびその製造方法
CN109152969A (zh) * 2016-06-28 2019-01-04 捷恩智株式会社 过滤器滤材及其制造方法
CN110983812A (zh) * 2020-01-13 2020-04-10 中原工学院 一种具有隔热特性的非织造复合材料及其制备方法
CN111455474A (zh) * 2020-03-23 2020-07-28 东华大学 一种仿羊毛卷曲静电纺纳米纤维及其制备方法
CN112981719A (zh) * 2021-02-05 2021-06-18 东华大学 一种耐水洗口罩核心纤维滤材及其制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1340113A (zh) * 1999-12-20 2002-03-13 杜邦-东丽株式会社 耐热卷曲纱线
JP2008000682A (ja) * 2006-06-22 2008-01-10 Toyobo Co Ltd フィルタおよびその製造方法
CN109152969A (zh) * 2016-06-28 2019-01-04 捷恩智株式会社 过滤器滤材及其制造方法
CN110983812A (zh) * 2020-01-13 2020-04-10 中原工学院 一种具有隔热特性的非织造复合材料及其制备方法
CN111455474A (zh) * 2020-03-23 2020-07-28 东华大学 一种仿羊毛卷曲静电纺纳米纤维及其制备方法
CN112981719A (zh) * 2021-02-05 2021-06-18 东华大学 一种耐水洗口罩核心纤维滤材及其制备方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114717681A (zh) * 2022-05-27 2022-07-08 南通博联材料科技有限公司 一种耐高温、阻燃聚酰胺酰亚胺基长丝及其绿色制备和原位增强方法
CN115522278A (zh) * 2022-09-15 2022-12-27 青岛大学 用于耐高温过滤材料的超疏水聚酰胺酰亚胺纳米纤维及其制备方法、应用
CN115522278B (zh) * 2022-09-15 2024-02-02 青岛大学 用于耐高温过滤材料的超疏水聚酰胺酰亚胺纳米纤维及其制备方法、应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113832558A (zh) 一种具有驻极效应的聚酰胺酰亚胺卷曲纳米纤维及其制备方法
Yang et al. Multifunctional composite membrane based on BaTiO3@ PU/PSA nanofibers for high-efficiency PM2. 5 removal
CN107137979B (zh) 一种微米纤维三维骨架/聚合物纳米纤维复合过滤材料及其制备方法
Atıcı et al. A review on centrifugally spun fibers and their applications
Nam et al. Electrospun nanofiber filters for highly efficient PM 2.5 capture
CN108854596B (zh) 一种连续油水分离中空纤维膜的制备方法
KR102277601B1 (ko) 대전 부직포 및 그것을 사용한 여과재, 대전 부직포의 제조 방법
CN111575917A (zh) 一种高比表面积类蜂巢结构纳米纤维材料及其制备方法
CN111013255A (zh) 一种微/纳米纤维气凝胶复合滤料的制备方法
Gungor et al. Aerosol filtration performance of nanofibrous mats produced via electrically assisted industrial‐scale solution blowing
Yu et al. Preparation and characterization of PMIA nanofiber filter membrane for air filter
Cheng et al. Processing nomex nanofibers by ionic solution blow-spinning for efficient high-temperature exhausts treatment
CN107354589A (zh) 一种耐磨、耐高温多孔纤维膜的制备方法
CN110743249A (zh) 带锚点耐反吹纳米纤维复合滤材
CN108771981A (zh) 石墨烯复合材料及其制备方法和应用、石墨烯-碳纳米纤维薄膜及其制备方法
CN111549383A (zh) 一种用于口罩的生物基空气净化纳米纤维膜及制备方法
CN115522278B (zh) 用于耐高温过滤材料的超疏水聚酰胺酰亚胺纳米纤维及其制备方法、应用
CN112397849A (zh) 一种耐高温阻燃电池隔膜及其制备方法和应用
CN113509790A (zh) 一种微纳米纤维复合材料、其制备方法及其应用
CN111926560A (zh) 一种拒斥阻隔结构高分子纤维制品及其制备方法
KR20100110141A (ko) 다공성 나노섬유 부직포와 그 제조방법
CN113388961A (zh) 沥青与聚丙烯腈复合纳米纤维的自粘结微纳多孔炭膜及其制备方法和应用
CN109334176B (zh) 一种静电纺pan/竹炭粉纳米纤维膜过滤材料的制备方法及其产品
Toptas et al. Enhancing filtration performance of submicron particle filter media through bimodal structural design
CN112501717A (zh) 一种LaAlO3纳米纤维的制备方法及其产品和应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20211224

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication