RU2385177C1 - Method to produce filtration material, filtration material and respiratory system protector - Google Patents
Method to produce filtration material, filtration material and respiratory system protector Download PDFInfo
- Publication number
- RU2385177C1 RU2385177C1 RU2008131139/15A RU2008131139A RU2385177C1 RU 2385177 C1 RU2385177 C1 RU 2385177C1 RU 2008131139/15 A RU2008131139/15 A RU 2008131139/15A RU 2008131139 A RU2008131139 A RU 2008131139A RU 2385177 C1 RU2385177 C1 RU 2385177C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- polymer
- fibers
- electroforming
- filtration material
- respiratory system
- Prior art date
Links
Landscapes
- Nonwoven Fabrics (AREA)
- Filtering Materials (AREA)
- Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
- Respiratory Apparatuses And Protective Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области получения методом электроформования волокнистых полимерных фильтрующих материалов, используемых для защиты органов дыхания и окружающей среды от токсичных аэрозолей.The invention relates to the field of production by the method of electroforming of fibrous polymer filter materials used to protect respiratory organs and the environment from toxic aerosols.
Сущность метода электроформования заключается в получении при создании разности электрических потенциалов ультратонких (1-10 мкм) полимерных волокон из раствора волокнообразующего полимера с последующим осаждением волокон на подложку или без нее.The essence of the method of electroforming is to obtain, when creating the electric potential difference, ultrathin (1-10 μm) polymer fibers from a solution of fiber-forming polymer with subsequent deposition of fibers on the substrate or without it.
Под действием электрического поля происходит нейтрализация сил поверхностного натяжения раствора, в результате чего он вытекает в виде тонкой нити из дозирующего устройства, являющегося полюсом высокого напряжения, и расщепляется на множество более тонких нитей. В процессе испарения растворителя нити превращаются в сухие волокна, которые осаждаются на противоположно заряженном приемном электроде.Under the influence of an electric field, the surface tension of the solution is neutralized, as a result of which it flows in the form of a thin thread from a metering device, which is a high voltage pole, and splits into many thinner threads. During the evaporation of the solvent, the filaments turn into dry fibers, which are deposited on the oppositely charged receiving electrode.
Основа метода, характеристики полученных с его использованием фильтрующих материалов и области их использования подробно описаны в книге Э.А.Дружинина «Производство и свойства фильтрующих материалов Петрянова из ультратонких полимерных волокон», Москва, 2007, с.16-96, 156-164, и книге Ю.Н.Филатова «Электроформование волокнистых материалов СЭФВ-процесс», М.: Нефть и газ, 1997, с.3-7.The basis of the method, the characteristics of the filter materials obtained with its use, and the areas of their use are described in detail in the book by E. A. Druzhinin “Production and Properties of Petryanov Filter Materials from Ultrathin Polymer Fibers”, Moscow, 2007, pp. 16-96, 156-164, and the book of Yu.N. Filatov “Electroforming of fibrous materials SEFV-process”, M .: Oil and gas, 1997, p.3-7.
Известен способ получения фильтрующего материала из сополимера стирола с акрилонитрилом с диаметром волокон 1-10 мкм из прядильного раствора, содержащего дихлорэтан, электролитические добавки и растворители из ряда: ацетон или метилэтилкетон, или этилацетат, или бутилацетат (патент RU 2182511, В 01039/16, 2002.05.20).A known method of obtaining filter material from a copolymer of styrene with acrylonitrile with a fiber diameter of 1-10 μm from a dope solution containing dichloroethane, electrolytic additives and solvents from the series: acetone or methyl ethyl ketone, or ethyl acetate, butyl acetate (patent RU 2182511, 01039/16, 2002.05.20).
Недостатком данного способа является то, что фильтрующий материал, полученный на его основе имеет низкую механическую прочность.The disadvantage of this method is that the filter material obtained on its basis has low mechanical strength.
Известен способ получения фильтрующего материалов ФПП-15-1,5 по ТУ 6-16-2813-84; ФПП -15-1,0 по ТУ 6-16-2502-81; ФПП-15-0,8 по ТУ 6-16-2090-84; ФПП-15-0,6 по ТУ 6-16-2571-85, основанный на переработке 10-12 мас.% прядильного раствора смолы поливинилхлоридной хлорированной в дихлорэтане методом электроформования с последующим наложением волокон на подложку из марли или полотна клееного. В качестве технологической добавки для регулирования вязкости и удельной электропроводности прядильного раствора, а также скорости волокнообразования используется спирт этиловый. Для регулирования электропроводности в раствор также вводят электролитические добавки. Данный способ позволяет получать фильтрующий материал ФПП с различными защитными характеристиками. Недостатком метода является относительно низкая разрывная нагрузка волокнистого слоя (0,49-1,18 Н, 0,05-0,12 кгс).A known method of producing filter materials FPP-15-1.5 according to TU 6-16-2813-84; FPP -15-1.0 according to TU 6-16-2502-81; FPP-15-0.8 according to TU 6-16-2090-84; FPP-15-0.6 according to TU 6-16-2571-85, based on the processing of 10-12 wt.% Spinning solution of polyvinyl chloride chlorinated resin in dichloroethane by electrospinning followed by the application of fibers on a substrate of gauze or glued fabric. Ethyl alcohol is used as a technological additive to control the viscosity and conductivity of the dope solution, as well as the rate of fiber formation. To control the electrical conductivity, electrolytic additives are also introduced into the solution. This method allows to obtain filter material FPP with various protective characteristics. The disadvantage of this method is the relatively low breaking load of the fibrous layer (0.49-1.18 N, 0.05-0.12 kgf).
Известен волокнистый фильтрующий материал из сополимера стирола с метилметакрилатом и акрилонитрилом, содержащий волокна 6-10 мм в количестве 70-80% и волокна диаметром 1-2 мм в количестве 20-30%, а также способ его получения путем электростатического формования из раствора полимера в органическом растворителе (патент RU 2049525, В01 039/16, опубл. 1995.12.10).Known fibrous filter material from a copolymer of styrene with methyl methacrylate and acrylonitrile, containing fibers of 6-10 mm in an amount of 70-80% and fibers with a diameter of 1-2 mm in an amount of 20-30%, as well as a method for its production by electrostatic molding from a polymer solution in organic solvent (patent RU 2049525, B01 039/16, publ. 1995.12.10).
Данный материал имеет недостаточно высокие механические характеристики.This material has insufficiently high mechanical characteristics.
Известен волокнистый фильтрующий материал ФПП-15-1,5 по ТУ 6-16-2813-84, ФПП-15-1,0 по ТУ 6-16-2502-81, ФПП-15-0,8 по ТУ 6-16-2090-84, ФПП-15-0,6 по ТУ 6-16-2571-85 со следующими показателями, представленными в табл.1.Known fibrous filter material FPP-15-1.5 according to TU 6-16-2813-84, FPP-15-1.0 according to TU 6-16-2502-81, FPP-15-0.8 according to TU 6-16 -2090-84, FPP-15-0.6 according to TU 6-16-2571-85 with the following indicators presented in table 1.
Данный материал имеет недостаточно высокие механические характеристики.This material has insufficiently high mechanical characteristics.
Известно средство защиты органов дыхания по патенту 2182511 (опубл. 2002.05.20), содержащее рабочий слой из полимерных волокон с диаметром 1-10 мкм, защитный слой из марли и фильтродержатель, причем рабочий слой выполнен из волокон сополимера стирола с акрилонитрилом, с поверхностной плотностью 20-80 г/м2 и аэродинамическим сопротивлением 3-60 Па при скорости потока воздуха 1 см/с.Known respiratory protection according to patent 2182511 (publ. 2002.05.20), containing a working layer of polymer fibers with a diameter of 1-10 μm, a protective layer of gauze and a filter holder, and the working layer is made of fibers of a styrene-acrylonitrile copolymer with a surface density 20-80 g / m 2 and aerodynamic resistance of 3-60 Pa at an air flow rate of 1 cm / s.
Недостатком данного средства защиты органов дыхания является низкая механическая прочность используемого фильтрующего материала.The disadvantage of this respiratory protection is the low mechanical strength of the used filter material.
Предлагаемым изобретением решается задача разработки способа получения фильтрующего материала, позволяющего получать фильтрующий материал с высокими механическими характеристиками при сохранении защитных характеристик, необходимых при использовании этого материала в средствах для защиты органов дыхания.The present invention solves the problem of developing a method of obtaining a filter material, which allows to obtain a filter material with high mechanical characteristics while maintaining the protective characteristics necessary when using this material in respiratory protection.
Поставленная задача решается описываемым способом получения фильтрующего материала путем электроформования волокна с диаметром 1-10 мкм из 5-20 мас.% раствора полимера в органическом растворителе, имеющего вязкость 3,5-5,0 Пуаз при напряжении электроформования 60-140 кВ, причем в качестве полимера используют хлорированные полиэтилен или полипропилен класса высокохлорированные полиолефины, имеющие степень хлорирования 64-66% и молекулярный вес (2-15)·105. Данный выбор основан на следующих основных свойствах полимера, обусловливающих заданные свойства продукта, а именно: способность образовывать однородные стабильные растворы при растворении в ряде органических растворителях, гидрофобность в сочетании с высоким электрическим сопротивлением, высокая химическая стойкость к кислотам и щелочам, высокая термическая стойкость, высокие значения прочности при растяжении и относительного удлинения.The problem is solved by the described method of obtaining filter material by electroforming a fiber with a diameter of 1-10 μm from a 5-20 wt.% Polymer solution in an organic solvent having a viscosity of 3.5-5.0 Poise at an electroforming voltage of 60-140 kV, and in The polymer used is chlorinated polyethylene or polypropylene of the class highly chlorinated polyolefins having a degree of chlorination of 64-66% and a molecular weight of (2-15) · 10 5 . This choice is based on the following basic properties of the polymer, which determine the desired product properties, namely: the ability to form uniform stable solutions when dissolved in a number of organic solvents, hydrophobicity combined with high electrical resistance, high chemical resistance to acids and alkalis, high thermal resistance, high tensile strength and elongation.
Поставленная задача решается также фильтрующим материалом, полученным описанным выше способом, причем в качестве полимера используют хлорированные полиэтилен или полипропилен, имеющие степень хлорирования 64-66% и молекулярный вес (2-15)·105.The problem is also solved by the filtering material obtained in the manner described above, moreover, chlorinated polyethylene or polypropylene having a degree of chlorination of 64-66% and a molecular weight of (2-15) · 10 5 is used as a polymer.
Поставленная задача решается также средством для защиты органов дыхания, содержащим рабочий слой из полимерных волокон, причем в качестве полимера используют хлорированные полиэтилен или полипропилен, имеющие степень хлорирования 64-66% и молекулярный вес (2-15)·105.The problem is also solved by a respiratory protection agent containing a working layer of polymer fibers, and chlorinated polyethylene or polypropylene having a degree of chlorination of 64-66% and a molecular weight of (2-15) · 10 5 is used as a polymer.
Благодаря заявленному способу получен фильтрующий материал с улучшенными механическими свойствами, причем фильтрующий материал обладает необходимыми свойствами для изготовления индивидуальных средств защиты.Thanks to the claimed method, a filter material with improved mechanical properties is obtained, the filter material having the necessary properties for the manufacture of personal protective equipment.
Примеры получения фильтрующего материала представлены в табл.2, 3.Examples of obtaining filter material are presented in tables 2, 3.
Приготавливают 5-20 мас.% прядильный раствор высокохлорированного полиэтилена или полипропилена, имеющего степень хлорирования 64-66% и молекулярный вес (2-15)·105, в органическом растворителе (см. табл.2). Раствор должен быть однородным (без примеси твердых частиц), т.е. полимер полностью растворим в выбранном растворителе. В приготовленном растворе указанной массовой концентрации определяется динамическая вязкость. В качестве технологической добавки для регулирования электропроводности используется раствор тетраэтиламмония в этиловом спирте (см. табл.2). Затем проводят электроформование волокнистого слоя в диапазоне электрического напряжения 60-140 кВ и давлении прядильного раствора 0,6-2,0 кгс/см2.A 5-20 wt.% Spinning solution of highly chlorinated polyethylene or polypropylene is prepared having a degree of chlorination of 64-66% and a molecular weight of (2-15) · 10 5 in an organic solvent (see Table 2). The solution should be homogeneous (without admixture of solid particles), i.e. the polymer is completely soluble in the selected solvent. In the prepared solution of the indicated mass concentration, dynamic viscosity is determined. As a technological additive for the regulation of electrical conductivity, a solution of tetraethylammonium in ethanol is used (see Table 2). Then carry out the electroforming of the fibrous layer in the range of electrical voltage of 60-140 kV and the dope pressure of 0.6-2.0 kgf / cm 2 .
Как показали лабораторные испытания, полученные в соответствии с изобретением фильтрующие материалы имеют волокна со средним диаметром 1-10 мкм, обладают высокими защитными характеристиками, а именно: коэффициентом проницаемости стандартного масляного тумана со средним радиусом частиц 0,15-0,17 мкм при скорости 1 см/с от 0,0002 до 0,12, улучшенными механическими свойствами (разрывная нагрузка от 2,1 до 4,3), сопротивление потоку воздуха 0,5-1,35 мм вод.ст. (4,9-13,23 Па) при скорости потока воздуха 1 см/с, относительном удлинении в пределах 0,4-0,66 (см. табл.3).As shown by laboratory tests, the filter materials obtained in accordance with the invention have fibers with an average diameter of 1-10 microns, have high protective characteristics, namely: the permeability coefficient of a standard oil mist with an average particle radius of 0.15-0.17 microns at a speed of 1 cm / s from 0.0002 to 0.12, improved mechanical properties (breaking load from 2.1 to 4.3), resistance to air flow 0.5-1.35 mm water column (4.9-13.23 Pa) at an air flow rate of 1 cm / s, elongation in the range of 0.4-0.66 (see table 3).
Описанный фильтрующий материал был изготовлен на производственной базе ОАО «Сорбент», из которого получена опытная партия средств индивидуальной защиты органов дыхания типа «Лепесток», «У-2К», содержащих рабочий слой из заявленного материала, нанесенного на подложку из аппретированной марли, а также проведены испытания респираторов типа Ф-62, РПГ-67, РУ-60М, которые дали положительный результат.The described filter material was made at the production base of Sorbent OJSC, from which an experimental batch of personal protective equipment for respiratory organs such as Lepestok, U-2K was obtained, containing a working layer of the claimed material deposited on a matted gauze substrate, as well as tests of respirators of type F-62, RPG-67, RU-60M were carried out, which gave a positive result.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008131139/15A RU2385177C1 (en) | 2008-07-28 | 2008-07-28 | Method to produce filtration material, filtration material and respiratory system protector |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008131139/15A RU2385177C1 (en) | 2008-07-28 | 2008-07-28 | Method to produce filtration material, filtration material and respiratory system protector |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2008131139A RU2008131139A (en) | 2010-02-10 |
RU2385177C1 true RU2385177C1 (en) | 2010-03-27 |
Family
ID=42123285
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008131139/15A RU2385177C1 (en) | 2008-07-28 | 2008-07-28 | Method to produce filtration material, filtration material and respiratory system protector |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2385177C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2492912C2 (en) * | 2011-12-20 | 2013-09-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский физико-химический институт им. Л.Я. Карпова" (ФГУП "НИФХИ им. Л.Я. Карпова") | Method of making polymer filtration material and filtration material |
RU2537591C2 (en) * | 2013-01-29 | 2015-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Инмед" | Method of production of nanofibres from aliphatic copolyamides by electroforming, composition of forming solution for this method, and method of modifying nanofibres produced by this method |
RU2810291C1 (en) * | 2023-04-14 | 2023-12-25 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт синтетического волокна с экспериментальным заводом" (АО "ВНИИСВ") | Unit for producing sorption-filtering materials from polymer solutions by aerodynamic moulding with increased sorption activity |
-
2008
- 2008-07-28 RU RU2008131139/15A patent/RU2385177C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Филатов Ю.Н. Электроформование волокнистых материалов. - М.: Нефть и газ, 1997, с.183, 189-192. * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2492912C2 (en) * | 2011-12-20 | 2013-09-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский физико-химический институт им. Л.Я. Карпова" (ФГУП "НИФХИ им. Л.Я. Карпова") | Method of making polymer filtration material and filtration material |
RU2537591C2 (en) * | 2013-01-29 | 2015-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Инмед" | Method of production of nanofibres from aliphatic copolyamides by electroforming, composition of forming solution for this method, and method of modifying nanofibres produced by this method |
RU2810291C1 (en) * | 2023-04-14 | 2023-12-25 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт синтетического волокна с экспериментальным заводом" (АО "ВНИИСВ") | Unit for producing sorption-filtering materials from polymer solutions by aerodynamic moulding with increased sorption activity |
RU2826669C1 (en) * | 2024-01-31 | 2024-09-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Петрозаводский государственный университет" | Method of producing nanowires containing mixture of pentaoxide and vanadium dioxide |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2008131139A (en) | 2010-02-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104436865B (en) | High-efficiency low-resistance PM2.5 composite fiber filtering membrane and electrostatic spinning preparation method | |
US9005510B2 (en) | Processes for producing polymer fibers by electrospinning, colloidal dispersions for use therein, and polymer fibers prepared by such processes | |
EP1200653B1 (en) | Mesotubes and nanotubes | |
CN108993167B (en) | Preparation and application of antibacterial electrostatic spinning nanofiber air filtering material | |
US20100013126A1 (en) | Process for producing nano- and mesofibers by electrospinning colloidal dispersions | |
EP2557206B1 (en) | Method for manufacturing a polyamide nanofibre product by electrospinning; polyamide nanofibre product; a filter medium with the polyamide nanofibre product and a filter element with such a filter medium. | |
Xie et al. | Highly stable coated polyvinylpyrrolidone nanofibers prepared using modified coaxial electrospinning | |
Kannan et al. | Electrospinning—Commercial applications, challenges and opportunities | |
CN112981725A (en) | Nanofiber membrane, thermosensitive Janus composite membrane and preparation method of nanofiber membrane and thermosensitive Janus composite membrane | |
RU2385177C1 (en) | Method to produce filtration material, filtration material and respiratory system protector | |
Al-Abduljabbar et al. | Electrospun Polymer Nanofibers: Processing, Properties, and Applications. Polymers 2023, 15, 65 | |
WO2009074630A2 (en) | Process for producing nano- and mesofibres by electrospinning colloidal dispersions comprising at least one essentially water-insoluble polymer | |
Rasouli et al. | Optimizing the electrospinning conditions of polysulfone membranes for water microfiltration applications | |
KR100746643B1 (en) | A method for producing a superhydrophobic fibrous membrane of polystyrene and the membrane with the same | |
Habeeb et al. | Improving the physical properties of nanofibers prepared by electrospinning from polyvinyl chloride and polyacrylonitrile at low concentrations | |
JP5433512B2 (en) | Method for producing water-insoluble nanofiber | |
Wong et al. | Electrospun polystyrene and acid-treated cellulose nanocrystals with intense pulsed light treatment for N95-equivalent filters | |
RU2477644C1 (en) | Filtration material, method of its production and application | |
Lackowski et al. | Nonwoven filtration mat production by electrospinning method | |
Zhou et al. | Preparation of PVDF nanofibrous membrane and its waterproof and breathable property | |
CN112973478A (en) | Temperature-sensitive super-hydrophilic membrane and preparation method thereof | |
RU2637952C2 (en) | Filter material and method for its production | |
Jabur et al. | Ambient temperature affect the pore size of PVA nanofibers tissues | |
JP2008308780A (en) | Electrospun chitosan and cellulose extra fine fibers | |
Zahedi et al. | Morphological and thermal properties of optimized electrospun cellulose acetate nanofibres during deacetylation in different pH values |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20120719 |