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锚定创新科技引领健康净水新趋势

现代家电 2022年第11期 62-64页

作者：连晓卫不详

超滤和反渗透是两大主流技术,让用户的健康及安全饮水得到极大提升,但受限于技术原理,从健康角度来看又都略显不足。在净水行业的发展过程中,为保证给用户提供健康和安全的饮用水,行业中优秀的品牌针对净水器滤芯使用寿命短、废水比例... 详细信息

超滤和反渗透是两大主流技术,让用户的健康及安全饮水得到极大提升,但受限于技术原理,从健康角度来看又都略显不足。在净水行业的发展过程中,为保证给用户提供健康和安全的饮用水,行业中优秀的品牌针对净水器滤芯使用寿命短、废水比例大、出水量小、净化水口感等等做了大量的创新,并形成很好的解决方案。在基础过滤材料上,如何保留水中有益矿物质的同时把有害的重金属去除掉也是行业突破努力的方向。

关键词：安全饮水重金属去除过滤材料净水器出水量净化水努力的方向

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基于多孔纤维结构构建功能性电纺材料

基于多孔纤维结构构建功能性电纺材料

作者：栗娜大连工业大学

学位级别：硕士

多孔纤维作为一种新型纤维,凭借其自身独特的形态结构,在诸多领域具有应用价值。静电纺丝法是制备微米或纳米纤维的常用方法,调控纺丝工艺参数或对纤维进行后处理,可制备具有多孔结构的电纺纤维。静电纺多孔纤维的直径细、孔径小、比表... 详细信息

多孔纤维作为一种新型纤维,凭借其自身独特的形态结构,在诸多领域具有应用价值。静电纺丝法是制备微米或纳米纤维的常用方法,调控纺丝工艺参数或对纤维进行后处理,可制备具有多孔结构的电纺纤维。静电纺多孔纤维的直径细、孔径小、比表面积高、孔隙率高,在空气过滤、吸声降噪、生物医学等领域具有独特优势。本文以聚苯乙烯(PS)为原料,利用“一步法”制备出具有表面多孔结构的电纺纤维,并对纤维材料的吸声性能和过滤性能进行了研究。为了分析纺丝液的性质,选择四氢呋喃(THF)、二甲基甲酰胺(DMF)、二氯甲烷(CHCl)三种溶剂配制PS溶液,对溶液的粘度、电导率和表面张力进行表征。结果表明,溶液黏度与温度、剪切速率、浓度、溶剂组份有关;电导率随着溶液浓度和双组份溶剂(THF/DMF)中THF体积比例的增加而下降;溶液表面张力与DMF含量正相关。利用静电纺丝法制备PS纤维,纤维形态与溶液浓度、纺丝电压、溶剂组份、环境湿度等因素有关,纤维的多孔结构由溶剂的挥发性和高湿度环境共同决定。控制纺丝液中的双组份溶剂THF/DMF 85/15,在高湿度环境中进行纺丝,可实现一步法制备多孔PS纤维,此外降低双组份溶剂中THF的含量,可制备出褶皱和无孔纤维。对以上三种纤维进行表征,研究发现,随着THF含量的提升,纤维膜接触角逐渐降低且均大于90°,纤维直径增大,比表面积、孔体积、内部孔径减小。具有褶皱表面形态的纤维膜断裂应力最大,表面光滑的纤维膜断裂伸长率最大。为探究静电纺纤维膜材及纤维表面形态结构对吸声性能的影响,将上述三种纤维膜分别与吸音棉叠加,对叠层材料的孔径和吸声性能进行分析。研究发现,与吸音棉基材相比,层合材料的孔径显著降低,但孔隙率提升。复合电纺纤维膜后,层合材料吸声系数与基材相比有显著提高,且随着电纺纤维膜叠加厚度增大,层合材料的吸收峰向低频移动,平均吸声系数逐渐增大。此外,纤维的多孔结构可进一步提升材料的吸声性能。为进一步拓宽电纺纤维的应用,探究了复合静电纺PS纤维膜对基材过滤性能的影响,将三种纤维膜分别与针刺布叠加,对孔径和过滤性能进行表征。研究发现,表面具有多孔结构的纤维膜,其平均孔径和孔径范围增大。电纺纤维膜与基材结合后可显著提升基材原有的过滤效率,层合材料的过滤效率随纤维膜厚度的增大而增大,过滤阻力与纤维膜厚度呈线性正相关变化。随着气流风速的增加,材料的过滤效率减小,过滤阻力增大。随着双组份溶剂中THF比例的增加,层合材料的过滤性能受纤维直径和表观形貌共同影响,过滤效率和过滤阻力均呈现降低趋势。

关键词：静电纺多孔纤维吸声材料过滤材料聚苯乙烯

静电纺PU/PANI纳米纤维膜制备及性能研究

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化工新型材料 2017年第2期45卷 61-63,66页

作者：范兰兰贾志霞鞠敬鸽马晓敏赵卉卉康卫民天津工业大学纺织学部天津300387 省部共建分离膜与膜过程国家重点实验室天津300387

以聚苯胺(PANI)和聚氨酯(PU)等为原料,采用静电纺丝技术,成功制备PU/PANI纳米纤维膜。采用SEM扫描电镜研究了PU/PANI配比、纺丝液浓度、挤出速度等对纤维形貌与结构的影响,并研究了其力学性能、过滤性能以及电学性能。结果表明,当PU/PAN... 详细信息

以聚苯胺(PANI)和聚氨酯(PU)等为原料,采用静电纺丝技术,成功制备PU/PANI纳米纤维膜。采用SEM扫描电镜研究了PU/PANI配比、纺丝液浓度、挤出速度等对纤维形貌与结构的影响,并研究了其力学性能、过滤性能以及电学性能。结果表明,当PU/PANI质量配比为10∶1,纺丝液质量浓度为8%,挤出速度为6mL/h时,纺丝效果最佳,制得纳米纤维直径分布较为均匀,约为300~500nm。添加一定量的PANI可提高纺丝液电导率,有助于改善静电纺丝效果,降低纳米纤维直径;PU/PANI纳米纤维膜阻抗比纯聚氨酯纳米纤维小2个数量级,具有优良的抗静电性。在32L/min流量下,对0.3μm的粒子,过滤效率达96.0%以上,是一种优异高效抗静电过滤材料。在易燃易爆、安全过滤、特种工况防护服装中具有潜在的应用前景。

关键词：静电纺丝 PU/PANI 纳米纤维膜过滤材料

气溶胶流量对空气过滤材料过滤效率和呼吸阻力的影响

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上海纺织科技 2020年第5期48卷 11-13,22页

作者：刘超何斌柯勤飞东华大学产业用纺织品教育部工程研究中心上海201620 湖南工程学院纺织服装学院湖南湘潭411100

改变过滤性能测试中氯化钠(NaCl)气溶胶的流量,研究其对针刺、熔喷和静电纺3种常用非织造空气过滤材料过滤效率和呼吸阻力的影响。结果表明:各试样的过滤效率随气溶胶流量的增大而呈现不同程度的减小,其中针刺静电棉试样的过滤效率下降... 详细信息

改变过滤性能测试中氯化钠(NaCl)气溶胶的流量,研究其对针刺、熔喷和静电纺3种常用非织造空气过滤材料过滤效率和呼吸阻力的影响。结果表明:各试样的过滤效率随气溶胶流量的增大而呈现不同程度的减小,其中针刺静电棉试样的过滤效率下降明显,呼吸阻力随气溶胶流量的增加呈线性增长趋势;各试样拟合方程的校正相关系数平方R^2均大于0.95,可用于估算不同气溶胶流量条件下试样的呼吸阻力,其中熔喷试样和静电纺试样的呼吸阻力随气溶胶流量的增加而明显上升;气溶胶流量变化对普通针刺试样的过滤效率和呼吸阻力影响较小。

关键词：过滤材料非织造物过滤效率气溶胶流量呼吸阻力孔径

对位芳纶纳米纤维/熔喷非织造复合过滤材料的制备及性能研究

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对位芳纶纳米纤维/熔喷非织造复合过滤材料的制备及性能研究

作者：燕芮东华大学

学位级别：硕士

纳米纤维直径小、比表面积大,所形成的纳米纤维膜具有孔径小、孔隙率高的特点,因而被广泛应用于空气过滤领域。本文基于碱液法,在不同温度条件下利用去质子化将微米Kevlar纤维制备为纳米纤维,通过SEM、TEM等手段对纳米纤维表观形貌进行... 详细信息

纳米纤维直径小、比表面积大,所形成的纳米纤维膜具有孔径小、孔隙率高的特点,因而被广泛应用于空气过滤领域。本文基于碱液法,在不同温度条件下利用去质子化将微米Kevlar纤维制备为纳米纤维,通过SEM、TEM等手段对纳米纤维表观形貌进行了表征分析。之后采用真空抽滤法将对位芳纶纳米纤维制成对位芳纶纳米纤维膜,对其化学结构、力学性能、热学性能进行表征分析。进一步利用自动涂覆膜机将呈负电性的对位芳纶纳米纤维涂覆在驻极体PP熔喷非织造材料上形成复合滤料,并分别对复合滤料的表观形貌、力学性能、热学性能以及过滤性能进行了测试分析。通过对对位芳纶纳米纤维制备周期的优化,对位芳纶纳米纤维/熔喷非织造复合过滤材料制备及性能研究,本文取得的主要结论如下:（1）在KOH/DMSO强碱体系中,20℃-60℃温度条件下,宏观Kevlar纤维均可通过去质子化得到均匀稳定的暗红色对位芳纶纳米纤维分散液。在此制备温度范围内,对位芳纶纳米纤维直径分布为6-28nm,随着制备温度的提升,大幅度缩短了制备周期,同时纳米纤维直径随制备温度提升呈减小趋势。（2）采用真空抽滤法,将不同温度下获得的对位芳纶纳米纤维分散液制备成对位芳纶纳米纤维膜,其红外光谱与XRD均表现出与宏观Kevlar纤维的高度一致性,证明了制备温度并未对位芳纶纳米纤维的结构造成破坏。（3）利用驻极技术制备带正电的驻极体熔喷非织造材料,在驻极电压15kV、驻极间距3cm,驻极次数5次的驻极参数下,可以达到理想的驻极效果,为后续对位芳纶纳米纤维的涂覆与粘合提供有利条件。（4）对位芳纶纳米纤维因去质子化而带有负电,与带正电的驻极体熔喷非织造材料产生正负电荷的静电吸附作用,利用静电吸附作用以及对位芳纶纳米纤维氢键结合作用,使得涂覆的纳米纤维在熔喷非织造材料表面形成一层连续、均匀的多孔的薄膜,通过改变自动涂覆膜机的刮刀隔距可控制薄膜厚度。（5）在刮刀隔距为50μm时,得到的复合滤料具有亚微米孔隙结构,品质因子评定显示其具有最优的过滤效果,过滤效率达到95.61%,压降为38.22Pa。此外,表层的对位芳纶纳米纤维膜具有良好的热学性能以及多孔结构,增强了其在高温环境下的耐用性。综上所述,本文对芳纶纳米纤维制备工艺进行优化,进一步涂覆于非织造材料上形成复合滤料,与普通熔喷滤料相比,该复合滤料的力学、过滤、隔热等性能获得显著提升。

关键词：对位芳纶纳米纤维涂覆非织造材料过滤材料

芳纶纳米纤维涂覆非织造滤材在高温过滤领域的应用

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芳纶纳米纤维涂覆非织造滤材在高温过滤领域的应用

作者：刘培杰东华大学

学位级别：硕士

高温过滤材料主要应用于对工业高温烟气的过滤,对于控制工业烟气对环境的污染具有重要作用。高温过滤材料首先要求材料具有耐高温性以及良好的过滤效果,此外还需具有一定的化学稳定性和机械强力。PTFE覆膜非织造针刺过滤材料因其良好的... 详细信息

高温过滤材料主要应用于对工业高温烟气的过滤,对于控制工业烟气对环境的污染具有重要作用。高温过滤材料首先要求材料具有耐高温性以及良好的过滤效果,此外还需具有一定的化学稳定性和机械强力。PTFE覆膜非织造针刺过滤材料因其良好的耐热性、过滤效果和化学稳定性在高温过滤领域有着广泛的应用。但是PTFE微孔膜的机械强力较差,在过滤工作中容易产生磨损,导致滤效下降。因此如能开发出一种既具有耐热、高滤效和化学稳定性,又有较高强力的微孔膜以替代PTFE膜制备高温过滤材料可以有效解决这一问题。本课题基于溶剂法,使对位芳纶纤维在二甲基亚砜溶剂中发生裂解,得到纳米芳纶纤维(芳纶纤维的纳米分散体,ANF)。由于芳纶纳米纤维本身的负电性,可以和带有正电的驻极非织造材料通过正负电性以及芳纶分子间作用力以层层自组装的方法(Layer by Layer)不断聚集,形成一层具有纳米结构的芳纶纳米纤维薄膜,进一步得到表层覆有芳纶纳米纤维薄膜的非织造复合材料。纳米尺度的芳纶材料同时具有芳纶的高强、高磨、耐高温的特性以及纳米材料的高精度过滤性能,适合用于高精度的高温过滤材料。通过对芳纶纳米纤维分散体制备过程的优化,芳纶纳米纤维涂覆非织造材料性能分析,得出下列结论:(1)对位芳纶纤维在碱性环境下的二甲基亚砜中,分子链中的H会被剥离,导致分子链间的氢键断裂,从而引起分子链的断裂,使宏观尺度的对位芳纶纤维裂解为长度为5-10μm,直径为20-30nm尺度的芳纶纳米纤维。该纳米纤维能够在二甲基亚砜中均匀分散,形成均匀透明的暗红色芳纶纳米纤维分散体。(2)由于芳纶纳米纤维分散体本身带有负电,与经过正电驻极后的非织造材料产生正负电荷的吸引,在材料表面涂覆一层芳纶纳米纤维,再利用芳纶分子间的作用力通过层层自组装的方法,制备得到芳纶纳米纤维涂覆的非织造材料。(3)通过与常规的PTFE覆膜高温过滤材料对比分析,芳纶纳米纤维涂覆非织造材料具有高强、耐高温、孔径小且孔径分布均匀,高滤效等特点,适用于高温过滤材料。综上所述,随着对纳米纤维分散技术研究的深入以及工艺的优化,芳纶纳米纤维涂覆非织造滤料在高温过滤材料方面具有广阔的市场前景。

关键词：芳纶纳米纤维非织造材料涂覆耐高温过滤材料

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水体净化用复合纺织过滤材料的研究进展

上海纺织科技 2019年第5期47卷 1-4页

作者：荆梦轲张淑洁伏立松杨兆薇天津工业大学纺织学院

纺织过滤材料在污水的净化回用中具有很高的使用价值。复合纺织过滤材料可以结合多种材料的优势,具有高过滤性能、高适用性和多功能的特点。从机织过滤材料、非织造过滤材料的特点,以及几种复合纺织过滤材料,包括加基布的复合过滤材料... 详细信息

纺织过滤材料在污水的净化回用中具有很高的使用价值。复合纺织过滤材料可以结合多种材料的优势,具有高过滤性能、高适用性和多功能的特点。从机织过滤材料、非织造过滤材料的特点,以及几种复合纺织过滤材料,包括加基布的复合过滤材料、双组分非织造过滤材料和活性炭纤维复合过滤材料的研究成果两个方面,综述了水体净化用复合纺织过滤材料的研究进展。

关键词：复合织物过滤材料非织造织物机织物水体净化