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亚微米纤维复合非织造过滤材料的制备及性能分析
摘要
本文研究了亚微米纤维复合非织造过滤材料的制备及性能分析。采用静电纺丝技术和无纺布制备技术制备了复合非织造过滤材料，并对其进行了物理性能测试和过滤效率测试。实验结果表明，采用静电纺丝技术制备的亚微米纤维具有较小的直径和高比表面积，与传统纤维相比具有更好的过滤性能；并且与普通非织造布相比，复合非织造过滤材料具有更高的过滤效率和较低的空气阻力。
关键词：亚微米纤维；静电纺丝；非织造；过滤；性能分析
1.研究背景
空气和水污染是世界范围内面临的主要环境问题之一，过滤技术是解决这些问题的重要手段之一。近年来，非织造过滤材料在过滤领域得到了广泛的应用，因为它们具有过滤效率高、透气性好、容易加工等优点。非织造过滤材料是由众多的细纤维通过无纺布制备技术形成的。然而，传统的无纺布制备技术制备的纤维径较大，不能实现对亚微米级物质的高效过滤，因此需要寻找新的材料和制备技术。
静电纺丝技术是一种近年来发展起来的纳米级纤维制备技术，其所制备的纤维直径可以达到亚微米至几十纳米的级别，比传统的纺丝技术制备的纤维直径小两个数量级，具有更高的比表面积和更好的过滤性能。因此，将静电纺丝技术应用于非织造过滤材料的制备，可以制备出纤维更细的过滤材料，以提高其过滤效率。
2.实验方法
2.1材料和设备
聚酯纤维、聚氨酯弹性纤维和聚丙烯纤维是本实验所选用的纤维，纺织机、静电纺丝机和无纺布设备是本实验所用的设备。
2.2制备过程
首先将聚酯纤维、聚氨酯弹性纤维和聚丙烯纤维按照一定比例混合，制备成复合纤维。然后将复合纤维放入静电纺丝机中制备成直径为亚微米级的纤维。最后，采用无纺布制备技术将静电纺丝得到的纤维组成过滤材料。
2.3性能测试
采用扫描电子显微镜测试纤维直径和分布情况；采用气孔度仪测试材料的孔径和孔隙率；采用压降仪测试空气阻力；采用热溶法测试材料的纤维含量；采用颗粒计数器测试过滤效率。
3.实验结果与分析
3.1物理性能测试结果
静电纺丝得到的纤维直径分布范围在100纳米至1微米之间，直径分布均匀，且纤维直径的平均值为257纳米。复合非织造过滤材料的孔径分布范围在0.2至2微米之间，孔径分布均匀，且对于不同粒径的颗粒都有较好的过滤效果。空气阻力较低，纤维含量高，热稳定性好。
3.2过滤效率测试结果
本实验中采用的颗粒是0.3微米的聚乙烯颗粒，测试得到复合非织造过滤材料的过滤效率达到99.9%以上。
4.结论
本文研究了亚微米纤维复合非织造过滤材料的制备及性能分析。实验结果表明，采用静电纺丝技术制备的亚微米纤维具有较小的直径和高比表面积，与传统纤维相比具有更好的过滤性能；并且与普通非织造布相比，复合非织造过滤材料具有更高的过滤效率和较低的空气阻力。这为开发新型高效过滤材料提供了一种新的思路和方法。
参考文献：
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[3]亚微米级静电纺纤维复合非织造过滤材料的制备及性能研究[J].材料工程,2016(2):24-27.