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、我國的空氣污染問題日益嚴峻，人們對于過濾精度的要求也日益嚴格。傳統(tǒng)的過濾材料已經(jīng)無法滿足現(xiàn)階段的過濾要求。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越多過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水LiCl含量和DMAc、DMF和NMP三種溶劑對PMIA/PAN微納米纖維膜的影響。研究表明，在沒有無水LiCl時

2、，纖維均只能發(fā)生有限的溶脹，2wt％的無水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)量分數(shù)對纖維形貌的影響，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)量分數(shù)越大，纖維的平均直徑越大。最佳紡絲參數(shù)為，總質(zhì)量分數(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，對溶液進行了流變性、電導(dǎo)率和表面張力的測定。而后經(jīng)過靜電紡絲，對其分子結(jié)構(gòu)，熱學(xué)和力學(xué)性能進行了研究。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，并對復(fù)合材料的過濾性能進行了測試，采用圖像法對微納米纖維膜的表層孔隙率進行了分析。研究表明，電壓、接收距離、流速和滾筒轉(zhuǎn)速均會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濾效率。在不同參數(shù)條件下制得的微納米纖維膜其過濾時的品質(zhì)因子不同，其中流速的影響最為復(fù)雜，因為隨著流速的增大，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