导　　师： 王晗

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 广东工业大学

摘　　要： 21世纪以来,我国经济蓬勃发展,但与此同时,环境污染的问题越来越严重,尤其是空气污染的问题,已经极大程度影响了人们的交通出行和生理健康,为了人们的身心健康发展,开发新型个人防护材料迫在眉睫。静电纺丝纳米纤维直径普遍能达到纳米级,对空气中微小颗粒起到良好的过滤吸附效果,为新型空气过滤材料的研发提供了一条崭新的思路,但也普遍存在着过滤阻力较大、透气性不佳等问题,带来诸多弊端。本课题基于静电纺丝技术,制备了微量串珠纤维复合滤料,并对复合结构的设计,纤维形貌及滤料综合性能展开研究。(1)从结构组成角度出发,对复合滤料的结构进行了分析。从纤维材料的实验原料的选用出发,确定采用PVDF(聚偏氟乙烯)作为纤维层原材料和PET(涤纶)无纺布作为其他层组分。根据总体设计原则和工作原理,选择组合工艺方法作为复合结构的成型方法,确立了“无纺布—纳米纤维—无纺布”的复合结构,并对制备原理和工艺进行了描述。(2)采用控制变量法和正交试验法相结合的方法,进行工艺实验并系统优化了影响静电纺丝PVDF微量串珠形貌的纺丝参数。在单因素实验中,发现纺丝液质量分数,纺丝电压和纺丝距离都会对纤维形貌产生一定的影响,影响纤维的粗细、均匀度及附着于纤维上的串珠数量,在此基础上进一步设计了正交试验,对各工艺因素进行更深层次的分析。实验表明,各工艺因素对静电纺PVDF微量串珠纤维形貌分别具有不同程度的影响作用,其中纺丝质量分数影响程度最大,纺丝电压和纺丝距离的影响程度依次排列在后。同时,在给定实验条件下,制备PVDF微量串珠纤维膜的工艺最优水平组合为:纺丝液质量分数20%,纺丝电压38kV和纺丝距离25cm。(3)实验并分析微量串珠纤维复合滤料的综合性能。首先对过滤性能和压力降进行了分析,发现在低风速的情况下,纺丝时间短的复合滤料过滤性能较好,而随着风速增大,各复合滤料过滤性能渐趋相同,而压力降与滤料纺丝时间正相关,且上升幅度越来越大。因此,需要进一步综合考虑复合过滤材料的其他性能以找到最佳值或更合适的取值范围。其次,进行孔径分布、孔隙率及透气性的分析,发现整个微量串珠纤维层的平均孔径与纺丝时间为负相关的关系,而整体纤维膜的孔隙率与纺丝时间为正相关的关系,且上升趋势变得越来越慢。而透气量与纺丝时间则为负相关的关系。最后分析热稳定性,确定PVDF微量串珠复合滤料在250℃以下可以正常使用,具备良好的热稳定性。更多还原

关 键 词： [5050589]静电纺丝 [5110452]聚偏氟乙烯 [6875074]复合滤料 微量串珠纤维 [3604356]综合性能 空气过滤

分 类 号： [X51;TB332]

领　　域： [] []