[發(fā)明專利]一種微米纖維/納米纖維復(fù)合駐極過濾材料及其制備方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201710682966.1 | 申請日： | 2017-08-10 |
| 公開（公告）號： | CN107469466B | 公開（公告）日： | 2019-11-08 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 丁彬;廖亞龍;李玉瑤;趙興雷;蔣攀;印霞;俞建勇 | 申請（專利權(quán)）人： | 東華大學(xué) |
| 主分類號： | B01D39/14 | 分類號： | B01D39/14;D01D5/00;D01D13/00;D04H3/005;D04H3/033 |
| 代理公司： | 上海申匯專利代理有限公司 31001 | 代理人： | 翁若瑩;柏子雵 |
| 地址： | 200050 上*** | 國省代碼： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 微米 纖維 納米 復(fù)合 過濾 材料 及其 制備 方法 | ||
本發(fā)明涉及一種微米纖維/納米纖維復(fù)合駐極過濾材料及其制備方法，所述制備方法為：在靜電紡絲過程中通過環(huán)形梯度溶劑蒸汽快速去除裝置，采用雙區(qū)域隔離紡絲控制技術(shù)在接收基材上一步成型獲得兼具微米纖維和納米纖維的三維結(jié)構(gòu)復(fù)合駐極過濾材料。所述復(fù)合駐極過濾材料中微米纖維及納米纖維層中均分布有駐極體材料，在高壓電場作用下，駐極體材料的電荷存儲(chǔ)能力和電荷穩(wěn)定性增強(qiáng)，利用復(fù)合駐極過濾材料的靜電效應(yīng)，可有效提高濾材的過濾效率。本發(fā)明的微米纖維/納米纖維復(fù)合駐極過濾材料具有極高的駐極體電荷穩(wěn)定性，表面靜電勢300～8000V，對0.02～20μm顆粒物的過濾效率≥99.97％，且其阻力≤30Pa，且使用壽命長，發(fā)展及應(yīng)用前景廣闊。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種微米纖維/納米纖維復(fù)合駐極過濾材料及其制備方法，特別是通過環(huán)形梯度溶劑蒸汽快速去除裝置，采用雙區(qū)域隔離紡絲控制技術(shù)在接收基材上一步成型獲得兼具微米纖維和納米纖維的三層結(jié)構(gòu)駐極復(fù)合過濾材料，屬于環(huán)境材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)
傳統(tǒng)過濾材料雖然能實(shí)現(xiàn)對污染顆粒物的有效過濾，但想達(dá)到較高的過濾效率通常具有很高的阻力壓降，因而僅靠纖維本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)很難實(shí)現(xiàn)過濾效率和壓阻的有效平衡。除了常規(guī)的物理攔截和慣性碰撞作用外，靜電吸附作用的引入可以大幅度提高靜電吸附力對顆粒的攔截作用從而在保證低阻力壓降的同時(shí)提高過濾效率。
目前纖維駐極材料大多采用電暈放電、熱極化及低能電子束轟擊等方法實(shí)現(xiàn)存在諸多缺點(diǎn)，例如：駐極性能不穩(wěn)定，所產(chǎn)生的表面電荷及空間電荷且易失效，工藝復(fù)雜，成本高等。
公開的制備駐極過濾材料專利有：“一種復(fù)合駐極體纖維過濾材料”(CN200710069267.6)，將聚四氟乙烯膜與基膜材料進(jìn)行復(fù)合得復(fù)合材料，將復(fù)合材料進(jìn)行電暈放電法或電擊穿極化方法駐極得到復(fù)合駐極體膜，再將復(fù)合駐極體膜經(jīng)開絲拉伸制成纖維，成網(wǎng)即得產(chǎn)品；“一種含有增能助劑的多層紡熔駐極過濾材料及其制備方法”(CN201610457927.7)，所述過濾材料原料包括多層纖維網(wǎng)，多層纖維網(wǎng)為層疊結(jié)構(gòu)，是依次經(jīng)過針刺加固處理，烘焙處理，電暈駐極處理而制成的；專利“一種雙介電聚合物共混熔噴纖維駐極非織造材料”(CN201610859825.8)公開一種雙介電聚合物共混熔噴纖維駐極非織造材料，其特征在于熔噴纖維體中包括聚苯乙烯和聚丙烯兩種介電聚合物，由于聚苯乙烯和聚丙烯兩者的介電特性，在熔噴加工高速剪切過程中二者間相互摩擦帶上大量靜電，再經(jīng)電暈放電處理，對亞微米數(shù)量級粉塵顆粒的捕集效率高達(dá)99.9％以上。
以上專利中涉及到的駐極過濾材料均采用電暈放電或電擊穿極化方法實(shí)現(xiàn)電荷注入，其駐極電荷儲(chǔ)存能力及電荷穩(wěn)定性等問題仍值得考究，通常駐極體材料帶有極性基團(tuán)，容易與空氣中的H2O形成氫鍵，降低材料的介電性能，同時(shí)對材料的長期電荷存儲(chǔ)能力也會(huì)造成影響。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是：在高壓電場作用下，駐極體材料的電荷存儲(chǔ)能力和電荷穩(wěn)定性增強(qiáng)，利用復(fù)合駐極過濾材料的靜電效應(yīng)，在保持低壓阻的同時(shí)可有效地提高濾材的過濾效率。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供了一種微米纖維/納米纖維復(fù)合駐極過濾材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
1)將駐極體材料均勻分散于溶劑中，形成分散液，超聲攪拌0.5～2h后，將不同重均分子量的聚合物加入到相應(yīng)的溶劑中，封口后用磁力攪拌裝置連續(xù)攪拌3～18小時(shí)，如需加熱攪拌則放入0～100℃的水浴鍋中，最終制備成穩(wěn)定、均勻且具有一定濃度，質(zhì)量百分比濃度為1～40％，的聚合物紡絲液A和聚合物紡絲液B，分別用于制備納米纖維層和微米纖維層；
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