导　　师： 张立志

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 微细颗粒物(PM2.5)污染严重影响人们的身体健康和生产生活,已经成为一个严峻的环境问题。作为空气过滤器的核心,高效低阻PM2.5过滤材料的优化制备尤为重要。静电纺丝法制备出的纳米纤维膜具有纤维尺寸小、纤维均一性好等特点,在空气过滤领域具有巨大的应用潜力。本文主要研究静电纺丝条件与纤维膜结构和过滤性能间的相互影响,及聚合物材料介电性能对静电纺驻极体电荷储存与衰减及过滤性能的影响规律,提出高效低阻静电纺丝PM2.5过滤材料的优化制备方向。首先以PA6为例,研究了静电纺丝条件与静电纺丝纤维膜结构和过滤性能之间的影响规律。结果表明:纤维尺寸和纤维均一性主要通过溶液浓度和静电纺丝电压进行调控。纤维直径与溶液浓度的三次方呈正相关,平均孔径随着纤维直径增大而增大。纤维膜厚度和孔隙率均可以通过静电纺丝时间进行调控。对于平均纤维直径小,平均孔径小,填充率高,厚度厚的纤维膜具有更高的过滤效率,但同时阻力也越大,存在着使品质因子最大的纤维膜结构。然后选取介电常数不同的多种聚合物,静电纺丝制备驻极体纤维膜,研究聚合物介电特性对驻极体纤维膜的表面电势以及电势衰减规律和过滤性能的影响。驻极体纤维膜表面初始残留电势的大小和过滤性能优劣均与聚合物材料极性大小一致,极性越大的材料通过偶极子的定向运动捕获更多偶极电荷,电荷储存性能越好,相应可以通过静电捕集来提高过滤效率而不会使阻力压降提高,因而品质因数得以提高。通过改变静电纺丝条件,研究纤维膜结构参数对静电纺丝驻极体纤维膜过滤性能的影响规律。对于平均纤维直径和孔径较小的驻极体纤维膜,由于极化力增大加强了纤维与微粒之间的相互作用,从而提升过滤效率。纤维膜厚度和填充率的增加均可以增加�

关 键 词： 静电纺丝 驻极体 表面电性能 过滤性能

领　　域： []