間位芳綸-聚丙烯腈共混微納米纖維膜的制備及其性能研究.pdf

1、我國(guó)的空氣污染問題日益嚴(yán)峻，人們對(duì)于過(guò)濾精度的要求也日益嚴(yán)格。傳統(tǒng)的過(guò)濾材料已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)階段的過(guò)濾要求。靜電紡納米纖維以其良好的通透性，極高的比表面積和較小的孔徑受到了越來(lái)越多過(guò)濾材料研究者的青睞，本文選用間位芳綸（PMIA）和聚丙烯腈（PAN）為原料進(jìn)行了靜電紡制備了共混微納米纖維膜。
　　本文首先研究了助溶劑無(wú)水LiCl含量和DMAc、DMF和NMP三種溶劑對(duì)PMIA/PAN微納米纖維膜的影響。研究表明，在沒有無(wú)水LiCl時(shí)

2、，纖維均只能發(fā)生有限的溶脹，2wt％的無(wú)水LiCl使溶解效率最高。三種溶液中，DMAc溶劑制備的混合溶液的表面張力最小，形成的納米纖維膜的結(jié)晶度和力學(xué)性能最優(yōu)。
　　其次，進(jìn)行了紡絲工藝參數(shù)的探討，研究電壓，接收距離，流速，滾筒轉(zhuǎn)速，配比和質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)纖維形貌的影響，并以此確定了最優(yōu)的紡絲工藝參數(shù)。隨著電壓的增大，納米纖維的平均直徑減小。隨著距離的增大、流速的增大，滾筒轉(zhuǎn)速的增大，纖維的平均直徑逐漸增大。PMIA的含量越高，微納米纖

3、維膜的平均直徑越小。溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大，纖維的平均直徑越大。最佳紡絲參數(shù)為，總質(zhì)量分?jǐn)?shù)10wt%，電壓26kv，接收距離12cm，流速0.3ml/h，滾筒轉(zhuǎn)速1.0m/min。
　　再次，制備了五種配比的10wt%的PMIA/PAN混合溶液，對(duì)溶液進(jìn)行了流變性、電導(dǎo)率和表面張力的測(cè)定。而后經(jīng)過(guò)靜電紡絲，對(duì)其分子結(jié)構(gòu)，熱學(xué)和力學(xué)性能進(jìn)行了研究。研究表明，混合溶液整體呈現(xiàn)非牛頓流體模型，兩種組分的混合使材料的結(jié)晶度下降。
　　最

4、后，采用不同紡絲工藝參數(shù)制備PMIA/PAN共混微納米膜/非織造布復(fù)合材料，并對(duì)復(fù)合材料的過(guò)濾性能進(jìn)行了測(cè)試，采用圖像法對(duì)微納米纖維膜的表層孔隙率進(jìn)行了分析。研究表明，電壓、接收距離、流速和滾筒轉(zhuǎn)速均會(huì)影響微納米纖維膜的纖維直徑、孔隙形狀和尺寸等，從而影響纖維膜的過(guò)濾效率。在不同參數(shù)條件下制得的微納米纖維膜其過(guò)濾時(shí)的品質(zhì)因子不同，其中流速的影響最為復(fù)雜，因?yàn)殡S著流速的增大，微納米纖維膜的平均直徑逐漸增大，而面密度也逐漸增大，這使得品質(zhì)因