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    電紡PA、PVAc、PAN和CA納米纖維介質氣溶膠過濾的比較研究

     
    發布日期:2018-09-21
     

     聚酰胺(PA)具有優異的成纖能力和良好的機械性能,與其他聚合物(如PEO和PVA)不同的是,PA對水和濕度有抵抗力。聚乙酸乙烯酯(PVAc)具有粘合性,不溶于水,有輕微的親水性,能夠在一定程度上吸收水分。聚丙烯腈(PAN)納米纖維強大而堅韌,靜電紡絲PAN用于空氣過濾,具有良好的過濾性能。醋酸纖維素(CA)是最豐富的天然環保聚合物,CA電紡纖維具有良好的耐化學性、熱穩定性和生物降解性。

    因此,本研究的目的是,將聚酰胺6/6(PA6/6)、聚酰胺(PA6)、聚乙酸乙烯酯(PVAc)、聚丙烯腈(PAN)和醋酸纖維素(CA)用作比較研究,對比由這些聚合物材料制成的納米纖維的適用性和可用作空氣過濾器的性能。首次報道了電紡PVAc和CA納米纖維介質作為空氣過濾器的應用。

           PA6/6、PA6、PVAc、PAN、CA纖維墊形成的電紡工藝參數如表1所示。

    由PA6、PA6/6、PVAc、PAN和CA聚合材料制成的納米纖維介質在平均纖維直徑(149-535nm)、基重(1.36-23.67g / m2)和形態(纖維、均勻纖維和珠狀纖維)上存在差異。實驗結果表明,在100nm和300nm的PSL球形氣溶膠粒子中,納米纖維介質的基重越高,過濾效率越高,同時壓降也提高。壓降顯著降低了PA6、PA6/6和CA納米纖維介質的過濾質量因子。但不同的是,PVAc和PAN納米纖維介質具有高過濾性能和高質量因數。對于PVAc_60和PVAc_80納米纖維墊,過濾質量因子在0.027-0.055Pa-1之間,過濾效率在96.79%-99.57%之間;PAN60和PAN80納米纖維墊的過濾質量因子在0.035-0.044Pa-1之間,過濾效率在91.96%-98.01%之間。由于納米纖維墊的獨特結構,提高了PVAc和PAN介質的過濾性能。PVAc納米纖維介質具有珠狀纖維的形態,而PAN納米纖維介質具有非常光滑、連續、取向均勻的特點。作者發現表明,當環境條件不接近PVAc的熔點(<35°C),PVAc和PAN納米纖維介質可廣泛應用于空氣過濾。

        多層納米纖維墊的實驗結果表明,與單層納米纖維結構相比,較低的重量可以輕微地提高甚至降低過濾質量因子。這表明,在含有納米纖維層的梯度過濾系統中,單層足以達到最佳的過濾性能。PSL與NaCl氣溶膠顆粒的過濾效率差異不大,與相同粒徑的PSL顆粒相比,100nm和300nm NaCl顆粒的過濾效率平均高出0.65%。

     
     
     

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