静电纤维过滤网的开发与应用研究
静电纺丝技术的影响因素及应用研究综述
静电纺丝技术的影响因素及应用研究综述静电纺丝技术是一种利用高电压将高聚物溶液或熔体喷射到地面或异极上,使高分子物质在电场作用下形成纤维的工艺方法。
这种技术可以制备直径几百纳米的纤维,因此被广泛应用于纺织、过滤、医药、环保等领域。
静电纺丝技术的影响因素包括原料性质、纺丝工艺参数、环境因素等,这些因素对纤维的形貌、尺寸和性能都有显著影响。
本文将对静电纺丝技术的影响因素及应用研究进行综述,以期为相关领域的研究提供参考。
一、影响因素1. 原料性质原料的性质对静电纺丝的纤维形貌和性能有重要影响。
一般来说,溶液浓度、表面张力、导电性等因素都会影响纤维的形态和尺寸。
溶液浓度过高会使得纤维变粗,而表面张力过大则会导致纤维断裂。
在静电纺丝工艺中,需要对原料进行适当的处理和选择,以满足所需的纤维性能要求。
2. 纺丝工艺参数静电纺丝的工艺参数包括电压、流量、喷射距离等,这些参数会直接影响纤维的形貌和尺寸。
一般来说,电压越高,纤维的直径越小,喷射距离越远则会使纤维变粗。
在静电纺丝过程中,需要对工艺参数进行合理调节,以获得所需的纤维形态和尺寸。
3. 环境因素静电纺丝的环境因素对纤维的形态和性能也有一定影响。
温度和湿度会影响纤维的拉伸性能和断裂强度。
在制备纳米纤维时,一般需要在相对较干燥的环境中进行,以减少纤维的断裂和变形。
二、应用研究1. 纺织应用静电纺丝技术可以制备直径几百纳米的纤维,因此在纺织领域有广泛应用。
利用静电纺丝技术可以制备纳米纤维布料,具有较好的透气性和过滤性能,可以用于防护服、口罩等领域。
2. 医药应用3. 环保应用静电纺丝技术可以制备高效过滤材料,具有较好的分离效果和稳定性,可用于环境污染物的捕捉和分离。
利用静电纺丝技术可以制备纳米纤维滤膜,具有较高的比表面积和孔隙率,可用于废水处理、空气净化等领域。
静电纺丝技术是一种重要的纳米材料制备方法,具有广泛的应用前景。
在静电纺丝技术的研究和应用中,需要重点关注原料性质、工艺参数和环境因素对纤维的影响,以提高纤维的形态和性能。
静电纺纳米纤维的研究及应用进展
静电纺纳米纤维的研究及应用进展摘要:简述了静电纺丝基本原理及纺丝过程中射流存在的几种不稳定性形式;探讨了静电纺丝制备纳米纤维的主要影响因素。
回顾了静电纺丝的发展历程,介绍了纳米纤维在电子器件、生物医学领域、滤材、防护服用材料纤维增强复合材料及传感器知膜等方面的应用。
指出静电纺纳米纤维性能优异、应用广泛、应用于生物医学领域是研发热点,必将进一步产业化。
20世纪90年代后期,对于纳米纤维制备及应用的研究达到高潮,开发了一系列制备聚合物纳米纤维的方法,如纺丝、模版合成法、相分离法、自组装法以及静电纺丝法等。
与上述方法比,静电纺制备聚合物纳米纤维具有设备简单、操作容易以及高效等特点,因此它被认为是制备聚合物连续纳米纤维最有效的方法。
一、静电纺丝技术1、静电纺丝基本原理静电纺丝法即喷射静电拉伸纺丝法,与传统方法截然不同。
首先将聚合物溶液或熔体带上几千万上万伏高压静电,带电的聚合物液滴在电场力的作用下毛细管的Taylor锥顶点被加速。
当电场力足够大时,聚合物液滴克服表面张力形成喷射细流。
细流在喷射过程中溶剂蒸发或固化,最终落在接收装置上,形成类似非织造布状的纤维毡。
在静电纺丝过程中,液滴通常具有一定的静电压并处于一个电场当中,因此,当射流从毛细管末端向接收装置运动时,都会出现加速现象,从而导致了射流在电场中的拉伸。
2、静电纺丝中射流的不稳定性不稳定性是一种所谓的传递现象,即导致流动不稳定性的每一种模式可能起源于某一扰动或涨落,它会随时间以不同速率而扩大。
静电纺丝中有3种不稳定性,第一种是黏性不稳定性,主要是毛细力与黏性力的作用引起的。
另外两种不稳定性是电的本质引起的。
其一为轴对称的曲张不稳定性,即表面电荷密度在切向电场中受到的力而引起,这种力与粘度协调作用引起丝的轴对称形变和流动;其二为非轴对称的弯曲不稳定性,即流体的偶极和电荷发生涨落,在电场中轴的法向上受力产生弯曲。
静电纺射流可能表现出某一种或多种不同的不稳定性模式,取决于射流速度、半径和表面电荷密度等基本参数。
静电纺制备PM2.5空气过滤材料及其性能研究
静电纺制备PM2.5空气过滤材料及其性能研究静电纺制备PM2.5空气过滤材料及其性能研究近年来,由于大气污染问题日益严重,PM2.5 (可吸入颗粒物,粒径小于等于2.5微米)成为危害空气质量的主要因素之一。
为了保护人们的健康,研究人员着手开发高效的过滤材料来去除空气中的PM2.5。
静电纺技术因其较高的效率和低成本而成为研究热点,本文将介绍静电纺制备PM2.5空气过滤材料的原理和性能研究的最新进展。
静电纺技术利用高电压作用下的电场将高分子溶液拉伸成纤维,形成纳米级的纤维膜。
在静电纺过程中,高电压使溶液表面电离,产生正、负电荷,当纤维在电场中拉伸时,自身带有的电荷便会向纤维尖端集聚,形成静电纺纤维。
这种纤维的直径通常在亚微米至几十纳米之间,且具有较大的比表面积,在PM2.5过滤方面表现出优异的性能。
静电纺纤维膜的径向布局和纤维间的间距决定了过滤性能。
研究人员通过调节溶液浓度、喷头速度和高电压大小等参数,控制纤维的形成过程,获得了不同直径和密度的静电纺纤维。
实验结果表明,直径较小的纤维膜具有更好的PM2.5过滤效果,而较高的纤维密度可以提高过滤效率。
除了纤维的形态参数,静电纺纤维膜的表面处理也对其过滤性能产生重要影响。
一种常见的表面处理方法是电子束辐照,它可以使纤维表面发生交联反应,增加纤维膜的稳定性和耐久性。
另外,通过在纤维膜表面引入功能性分子,如表面活性剂或抗菌剂,可以改善过滤材料的吸附和抑菌性能。
静电纺制备的PM2.5空气过滤材料具有很高的比表面积和过滤效率,但其缺点是对湿气敏感,容易失去纤维形态。
为了克服这一问题,研究人员尝试了多种方法,如改变纤维的化学成分、调整制备工艺以及加入亲水剂等。
通过这些改进,静电纺制备的PM2.5空气过滤材料的湿气稳定性和持久性得到了显著提高。
除了过滤性能,PM2.5空气过滤材料的压降和过滤周期也是研究的重点。
压降是指空气通过过滤材料时所受的阻力,过高的压降会影响过滤系统的工作效率。
静电纺丝纳米纤维技术制备过滤材料研究
静电纺丝纳米纤维技术制备过滤材料研究概述现代工业生产过程中会产生很多废气或废液,其中含有大量的有害物质,这些物质对人体健康造成很大的威胁。
为了保护环境和人类健康,我们需要用一些有效的方法来过滤这些废气或废液。
静电纺丝纳米纤维技术制备过滤材料就是一种有效的方法。
静电纺丝纳米纤维技术是一种常用于制备纳米纤维的技术,它利用高压静电场将聚合物液体喷出成纤维,纤维在空气中经过拉伸变细,最终形成直径在纳米级别的纤维。
这种技术制备出来的纳米纤维具有很多优良的性质,如高比表面积、高孔隙率、高滤过效率等,因此被广泛应用于过滤材料的制备。
制备过程静电纺丝制备纳米纤维的过程主要可以分为以下几个步骤:1.准备聚合物溶液:将所需聚合物与溶剂混合,加热搅拌,使聚合物充分溶解。
2.喷出纤维:将聚合物溶液放在静电纺纺丝设备的进料系统中,然后通过高压静电场将其喷出成纤维。
3.拉伸纤维:纤维在空气中自然拉伸变细,形成直径在纳米级别的纤维。
4.固化纤维:将纤维通入恒温恒湿环境中,使纤维固化。
应用静电纺丝纳米纤维技术制备的过滤材料具有广泛的应用前景,可以用于空气净化、水质净化、医用口罩等方面。
在空气净化方面,静电纺丝纳米纤维过滤材料可以制成高效空气滤清器,有效去除空气中的细小颗粒、有机物和其他有害气体。
在水质净化方面,静电纺丝纳米纤维过滤材料可以制成高效水质净化器,有效去除水中的有害物质,如重金属离子、有机物和微生物等。
在医用口罩方面,静电纺丝纳米纤维过滤材料可以制成高效呼吸防护口罩,有效过滤人体呼出物、细菌和病毒等有害物质,具有很好的防护作用。
结语静电纺丝纳米纤维技术制备的过滤材料具有很好的性能和应用前景。
未来,随着技术不断进步,这种制备技术将会得到更广泛的应用,为我们的生产和生活带来更好的保障。
新型静电纺丝纤维的制备及其应用研究
新型静电纺丝纤维的制备及其应用研究静电纺丝技术作为一种新型纺纱技术,最早应用于纺织产业的纤维制备中。
但是,随着科技的不断发展,静电纺丝技术不再局限于纺织品产业,它的应用领域已经不断地扩展,逐渐进入医药、环保、能源、电子等领域。
本篇文章将重点讲述新型静电纺丝纤维的制备及其应用研究。
一、静电纺丝技术的发展静电纺丝技术最初作为一种新型纺纱技术应用于纺织产业中,可以制备出具有极细直径、大比表面积以及优异性能的纤维,具备较好的生物相容性和可降解性能,广泛用于制备医用敷料、药物释放膜等产品。
随着科技的不断发展,静电纺丝技术的应用范围也不断扩大。
目前,静电纺丝技术已被应用于各种领域,如滤材、光电材料、纳米仿生材料、电磁波防护材料等。
其中较为具有代表性的是纳米纤维素基电磁波防护材料和高效滤芯。
二、新型静电纺丝纤维的制备技术1.改性静电纺丝技术改性静电纺丝技术是对传统静电纺丝技术的改进和升级。
通过制备增加了静电耗散剂的电纺液,可以有效地提高静电纺丝过程中的稳定性和生产效率。
改性静电纺丝技术还可以控制纤维的直径和分布。
该技术可以制备出高性能的静电纺丝纤维,如纱锭、非织造聚丙烯材料等。
2.复合静电纺丝技术复合静电纺丝技术是在静电纺丝技术基础上进行的创新,通过将两种不同材料进行复合,可以制备出性能更加优异的纤维。
比如,将纳米碳管等导电纤维与传统静电纺丝红外线吸热材料复合,可以制备出具有良好导电性能和较高红外线吸收能力的纤维。
3.纳米空心球复合静电纺丝技术纳米空心球复合静电纺丝技术利用纳米空心球的特殊结构和纳米尺度效应,可以制备出具有优异性能的静电纺丝纤维。
纳米空心球在纤维中的应用可以提高纤维对缺陷、热、化学等因素的抵抗能力,还可以使纤维表面充满气孔,增大纤维表面积。
这样可以使得纤维具备更好的吸附、分离、传递等性能,适用于环保、能源等领域。
三、新型静电纺丝纤维的应用研究1.电磁波防护材料静电纺丝纳米纤维具有较好的吸收电磁波性能,可用于制备电磁波防护材料。
过滤网与静电过滤的优劣
过滤网与静电过滤的优劣
HEPA过滤
优点:HEPA,中文意思为高效空气过滤器,达到HEPA标准的过滤网,对于0.3微米颗粒的有效率达到99.99%,HEPA网的特点是空气可以通过,但细小的颗粒却无法通过。
HEPA过滤网由一叠连续前后折叠的亚玻璃纤维膜构成,形成波浪状垫片用来放置和支撑过滤介质。
缺点:滤网需定期清洁或更新,后期成本较高。
静电式过滤
优点:静电除尘器钨丝连续释放高压静电,让随空气进来的灰尘和细菌都带上正电荷,然后被负电极板吸附。
能过滤比细胞还小的粉尘、烟雾。
全面保护呼吸系统,并大大降低患癌风险。
使用简单,使用一两个星期后,可以洗出黑黑的脏水,减少二次污染。
不用更换价格高昂的耗材,并且可以静电灭菌。
静电钨丝释放高压静电,瞬间杀灭细菌、病毒,对于消除感冒和预防各种传染病比较有效。
缺点:有的品牌如果对臭氧释放控制不好,容易对人体产生伤害。
另外,电极板需要定期手工清洁。
两种比较
过滤式后期成本高
过滤网更换起来成本太高。
一个新滤网的净化效果最好,但随着使用效果会逐步削减,因此建议消费者根据使用环境及时更换滤网。
静电式臭氧得控制
与需要经常更换网芯的过滤式相比,号称“一辈子不换网芯”的静电式空气净化器由于依靠是静电吸附,但离子技术有可能会带来臭氧等副产物。
臭氧作为除菌剂被广泛使用,但如果臭氧浓度过高,又会对人体健康造成严重损伤。
爱优特空气净化器,不止HEPA与静电过滤,还有负离子技术,全心保护您的周围人的健康安全。
高效净化,智能监控,你,值得拥有。
静电纺丝非织造过滤材料研究进展
静电纺丝非织造过滤材料研究进展戴有刚 左保齐 (苏州大学材料工程学院,苏州,215021)摘 要:静电纺丝作为获得纳米纤维最简单的方式之一,凭借其较高的孔隙率和比表面积,在过滤材料方面有很广泛的应用前景。
简要介绍了静电纺丝过滤材料的研究状况、静电纺丝技术、过滤机理、性能测试以及纳米纤维过滤材料的应用。
关键词:过滤材料,静电纺丝,纳米纤维中图分类号:T S176.5 文献标识码:A 文章编号:1004-7093(2008)07-0001-06过滤材料在原料提纯、空气净化、水净化和废弃物排放等工业生产环节发挥着重要的作用,已成为现代工业生产不可缺少的一个部分。
过滤材料在空调、汽车、饮用水的处理等生活领域[1]以及在食品、制糖、制药、医疗、化工、冶金、钢铁、石油、陶瓷、造纸、除尘、环保等各个领域[2]的应用也越来越广泛。
据估计,到2020年过滤材料市场价值总额将达到7000亿美元[3]。
天然纤维、合成纤维、玻璃纤维、陶瓷、矿物等都是过滤材料的原材料。
过滤材料可以由不同的加工工艺制得,其类型有: 机织物[4]、针织物、编织网[5]和纤维束[6-7]等; 纺粘和熔纺非织造布; 多孔陶瓷材料[8]; 有机膜和无机膜材料[8-10]; 静电纺丝材料[11-13]。
1 静电纺丝技术静电纺丝技术是获得纳米纤维材料的最主要的方法之一。
静电纺丝方法是使高分子溶液或熔体带电,并将其置于喷丝口与接收屏之间的高压电场中。
当静电吸引力克服高分子溶液或熔体的表面张力时,溶液或熔体成为一股带电的喷射流,并收稿日期:2008-04-28;修改日期:2008-06-12作者简介:戴有刚,男,1984年生,在读硕士研究生。
主要研究纺织新材料。
在电场中运动,因溶液中溶剂的蒸发或熔体冷却而固化,成为直径很小的纤维状物质,最后集聚在金属网状接收屏上,成为非织造的网状纤维毡。
静电纺丝非织造网具有较小的孔径和较大的比表面积,因而具有较好的过滤精度,在电子、生物、医药和防护等领域有广泛的应用前景。
静电纺丝技术研究及纳米纤维的应用前景要点
静电纺丝技术研究及纳米纤维的应用前景引言:术语“电纺”来源于“静电纺丝”。
虽然电纺这一术语是20世纪90年代才开始使用,但是其基本思想可以追述到60年前。
1934一1944年间,FomalaS[1]申请了一系列的专利,发明了用静电场力来制备聚合物纤维的实验装置。
1952年,vonnegut和NeubauerI53)发明了电场离子化技术,得到了粒径(0.lmm)均匀、带电程度高的线流。
1955年,Drozin进行了不同液体在高电压下,形成气溶胶的研究。
1966年,Simons发明了一种装置,用静电场纺丝法制备出了很轻超薄的无纺织物,他在研究中发现,低浓度溶液纺出的纤维较短且细;高浓度溶液纺出的纤维长且连续[2]。
1971年,Baumgarten采用静电纺丝法制备出了直径在0.05u m一1.1um的丙烯酸纤维。
自从80年代,特别是近些年,由于纳米技术的兴起,使得静电纺丝技术再度引起了纳米材料研究人员的高度关注。
采用静电纺丝技术可以很容易的制备出直径在几百微米到几百纳米甚至几十纳米的高质量纤维。
目前为止,己经有近上百种高分子采用静电纺丝技术被纺成纳/微米纤维。
这些纳/微米纤维有些己经广泛应用于纳米复合材料、传感器、薄膜制造、过滤装置,以及生物医用材料的加工和制造上。
本文立足于静电纺丝技术的研究现状,分别从材料的化学组成、纤维的分布方式和特殊结构形态三个方面进行了阐述。
同时,概括并展望了纳米纤维的应用领域与前景。
1静电纺丝的基本原理在电纺丝过程中,喷射装置中装满了充电的聚合物溶液或熔融液。
在外加电场作用下,受表面张力作用而保持在喷嘴处的高分子液滴,在电场诱导下表面聚集电荷,受到一个与表面张力方向相反的电场力。
当电场逐渐增强时,喷嘴处的液滴由球状被拉长为锥状,形成所谓的“泰勒锥”(Taylorcone)[3-6]。
而当电场强度增加至一个临界值时,电场力就会液体的表面张力,从“泰勒锥”中喷出。
喷射流在高电场的作用下发生震荡而不稳,产生频率极高的不规则性螺旋运动。
静电纺丝技术的应用研究
静电纺丝技术的应用研究静电纺丝技术是一种利用电场将高分子液体或熔融体制成纳米纤维的新兴技术。
该技术具有成本低廉、操作简单、产物成分可控等优点,已被广泛应用于领域,如纺织材料、医用纺织品、滤料、膜材料等。
本文旨在探讨静电纺丝技术在不同领域中的应用和研究进展。
一、纺织材料领域静电纺丝技术在纺织材料领域中得到了广泛应用。
通过静电纺丝技术制备的纤维细度范围可以控制在几纳米至几微米的尺度,具有较大的比表面积和高的孔隙度。
因此,这些纤维可以在织物中形成复杂的结构,改善织物的性能,并且可以制成各种不同用途的纺织材料。
静电纺丝技术制备的纺织材料可以应用于多个领域。
例如,在防辐射领域中可以制成防辐射服装,提供辐射保护。
在医学领域中,可以制备纳米纤维口罩、绷带和缝合线等产品。
此外,在涂层领域中,可以将纳米纤维材料和不同的化合物结合以制成具有独特性能的新型薄膜。
二、医用纺织品领域静电纺丝技术制备的高比表面积纳米纤维对于医用纺织品制备具有巨大优势。
在该领域中,静电纺丝技术已被广泛应用于制备纳米纤维口罩、医用绷带和心脏修复材料等产品。
对于纳米纤维口罩,其纤维直径一般为100-500 nm,通常具有高的透气性和高的过滤性能。
在制备时,可以掺杂一些化合物,如银离子等,以提高口罩具有的防菌性能和抗菌性能。
除此之外,静电纺丝技术还可以用于制备人工血管、人工心脏瓣膜和脊髓修复材料。
这些产品通常由多种生物可降解聚合物制成,并且拥有优异的生物相容性和组织透明性。
三、滤料领域在滤料领域中,静电纺丝技术用于制备不同用途的过滤材料,并已被广泛应用于空气净化、污水处理和医疗手术过程中的液体过滤.。
可以用纳米纤维制成具有较高过滤效率和高比表面积的滤料。
此外,静电纺丝技术也可以用于制备空气过滤器、水过滤器、精密过滤器等各种类型的滤料。
这些过滤器具有明显的过滤效果,并且可以根据不同的过滤效率来进行制定。
四、膜材料领域静电纺丝技术已被广泛应用于制备新型膜材料。
静电纺丝纳米纤维在过滤材料中的应用研究进展
静电纺丝纳米纤维在过滤材料中的应用研究进展I. 概览随着科技的不断发展,静电纺丝纳米纤维作为一种新型的过滤材料受到了广泛关注。
静电纺丝纳米纤维具有尺寸均匀、比表面积大、孔隙结构可控等优点,因此在空气过滤、水过滤、生物膜等领域具有广泛的应用前景。
本文将对静电纺丝纳米纤维在过滤材料中的应用研究进展进行综述,以期为相关领域的研究和应用提供参考。
首先静电纺丝纳米纤维在空气过滤方面的应用已经取得了显著的成果。
研究人员通过改变静电纺丝过程中的参数,如电场强度、电流密度、纺丝温度等,成功制备出具有不同孔径分布和表面化学性质的纳米纤维。
这些纳米纤维可以有效地去除空气中的颗粒物、病毒、细菌等污染物,从而提高空气质量。
此外静电纺丝纳米纤维还可以作为活性炭等传统空气净化材料的载体,进一步提高其吸附性能。
其次静电纺丝纳米纤维在水过滤方面的应用也日益受到重视,研究人员发现,利用静电纺丝技术制备的纳米纤维具有良好的疏水性和亲水性,可以在水中形成稳定的悬浮液,实现高效的水处理。
同时由于纳米纤维的孔径大小可控,因此可以根据水质要求选择合适的纳米纤维进行处理,从而实现高效、低耗的水净化。
此外静电纺丝纳米纤维还可以与其他水处理材料(如活性炭、光催化材料等)复合使用,进一步提高水处理效果。
静电纺丝纳米纤维在生物膜领域的应用也具有很大的潜力,生物膜是一种广泛应用于水处理、气体分离等领域的重要膜材料,而静电纺丝纳米纤维可以作为生物膜的重要组成成分之一,提高生物膜的稳定性和选择性。
研究人员已经成功地将静电纺丝纳米纤维与微生物菌种相结合,制备出具有良好性能的生物膜过滤器。
这种过滤器可以有效地去除水中的有机污染物、重金属离子等有害物质,为水处理提供了一种新的思路。
静电纺丝纳米纤维在过滤材料中的应用研究取得了一系列重要进展,为空气过滤、水过滤、生物膜等领域的发展提供了有力支持。
然而目前的研究仍存在一些问题,如纳米纤维的制备工艺尚不完善、性能评价方法不够成熟等。
静电纺丝技术的研究及应用
静电纺丝技术的研究及应用第一章绪论静电纺丝技术是一种在高电压作用下,通过静电力使高分子液体喷出细丝,并在空气中凝固成为纤维的技术。
该技术具有成本低、能耗小、单纤维直径可以达到亚微米级别、可调节性强等优点,因此在材料学、生物医学、纳米技术、纺织、能源等领域得到了广泛应用。
第二章静电纺丝技术的研究2.1 原理静电纺丝技术利用高电压场强使溶液内部分子进行电离,并产生带电的离子,这些离子会受到电场的作用,移向带有相反电荷的电极,即可产生静电场。
在此环境下,流经液滴的表面张力发生变化,使溶液受到向心的导力,于是形成了纤维。
2.2 内在机理静电纺丝技术的内在机理与材料的流变学、静电学、动力学等多个学科相关。
其中,重要的参数包括高压电源电压、电极距离、液体与气体相对湿度、喷液速度、喷嘴与泵的耦合效率等。
这些参数对纤维细度、形态、尺寸分布、结晶度、热稳定性等性能起着决定性作用。
第三章静电纺丝技术的应用3.1 材料学领域静电纺丝技术用于制备各种材料,包括纤维、膜、泡沫、纳米纤维等。
纳米级的纤维由于具有超大比表面积和强烈的场致横向取向等独特性质,可以用于制备电池、传感器、过滤材料、防弹衣、医用敷料、人工皮肤等。
3.2 生物医学领域静电纺丝技术可以用于制备人工骨(Poriferan),此类材料为三维网状结构,与自然骨骼相近,可以用于骨突复原和组织重建。
此外,还可以制备纳米级别的纤维支架,用于组织工程和再生医学。
3.3 纺织领域静电纺丝技术可以用于制备高品质、多功能的纺织纤维,除了增强纤维的机械性能,还可以赋予其各种特殊性能,如抗菌、防水、阻燃等。
此外,在纺织品加工过程中,静电纺丝技术可以起到辅助作用,如制备羊毛衫和马甲的下胆子。
3.4 能源领域静电纺丝技术可以用于制备电池、太阳能电池及其他电化学器件,如超级电容器、生物微电池等。
此外,还可以制备材料从而用于制备高能量密度储能器、电动汽车电池等。
第四章静电纺丝技术的发展趋势静电纺丝技术是目前研究的热点,在材料学、生物医学、纺织、能源等领域应用前景广阔。
液体过滤用静电纺纳米纤维材料
液体过滤用静电纺纳米纤维材料常规织物、非织造布和滤纸的纤维直径粗、孔径大,因而过滤精度低,在实际应用过程中往往被用于拦截较大粒径的颗粒物,如何细化纤维直径以降低纤维膜孔径,在保证纤维膜高通量的同时提高其过滤精度一直是该领域研究者们所关注的热点[19]。
静电纺丝法是近年来制备微纳米纤维的新型加工方法,其所制备的纤维直径范围在10~500nm,所得纤维膜孔径分布均一且孔道连通性好。
因此,通过静电纺丝法细化纤维直径以提高纤维膜的过滤精度,并保证较高的液体渗透通量,有望实现该材料在液体过滤领域的新应用[20]。
1、PMIA纳米纤维膜间位芳纶(PMIA)全称为聚间苯二甲酰间苯二胺,经溶液纺丝方法制备的PMIA 纤维具有超高强度、高模量、耐高温、耐酸碱等优异性能,其在220℃下的稳定使用时间可长达10年,优于工业上的大多数有机耐高温纤维[21]。
由于PMIA纤维优异的耐酸碱性与耐高温性,其仅能在较高温度下溶解于类离子溶液体系,如N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)等,将PMIA短纤溶解于DMF和氯化锂混合溶液体系以制备静电纺纤维膜[22]。
图4-1(a)和(b)分别为10wt%和8wt%PMIA溶液所制备的纳米纤维膜的SEM图,从图中可以看出膜中PMIA纳米纤维呈无规取向且层层堆积,纺丝液浓度为10wt%条件下所制备的PMIA纤维直径约为200nm,随着纺丝液浓度降低,纤维直径明显减小,8wt%浓度下所制备PMIA纳米纤维的平均直径小于100nm。
PMIA分子链中存在大量的酰胺键,相邻分子链中的酰胺键之间形成了氢键,从而使得PMIA静电纺纤维间具有一定的吸引力而紧密堆积,但纤维之间相互搭接仍形成了微/纳米级孔隙。
图4-1(c)和(d)为PMIA原丝与不同聚合物浓度溶液所制备的PMIA纳米纤维膜的氮气吸附—脱附曲线和孔径分布,从图4-1(c)中可以看出PMIA原丝因纤维直径较大导致氮气吸附量极低,而较细的PMIA静电纺纤维的吸附量较高,且随着PMIA纺丝液浓度的降低,所得静电纺纤维直径降低,纤维膜的吸附量增大。
静电纺丝技术的影响因素及应用研究综述
静电纺丝技术的影响因素及应用研究综述静电纺丝技术是一种将聚合物溶液或熔融的聚合物通过高电压电场作用下的电极射流快速凝固成纤维的方法。
它具有成本低、工艺简单、纤维直径可调控等优势,因此在纺织、医疗、能源等领域具有广泛的应用前景。
本文将对静电纺丝技术的影响因素及应用研究进行综述。
静电纺丝技术的影响因素主要包括电场强度、聚合物溶液性质、喷丝距离等。
电场强度是影响纤维直径的重要因素,通常情况下,电场强度越高,纤维直径越小。
聚合物溶液性质包括溶液浓度、溶液粘度等,浓度高、粘度大的溶液有利于形成细直径的纤维。
喷丝距离是指从喷头到收集器之间的距离,距离越短,纤维直径越小。
还有一些辅助因素如喷头形状、溶剂挥发速率等也会对纤维形态产生一定的影响。
静电纺丝技术在纺织领域的应用主要体现在纳米纤维膜的制备和高性能纺织品的制造。
纳米纤维膜具有高比表面积、可调控的孔隙结构和优异的力学性能,广泛应用于过滤、分离、传感、细胞培养等领域。
静电纺丝技术可以制备出纤维直径在几十纳米到几微米之间的纳米纤维膜,满足不同领域对纤维直径的需求。
静电纺丝技术还可以制备高性能纺织品,比如阻燃纺织品、导电纺织品、抗菌纺织品等,大大拓展了纺织品的功能性。
静电纺丝技术在医疗领域的应用主要包括组织工程、药物缓释系统和医用纺织品的制备。
静电纺丝技术可以制备出生物相容性良好的纳米纤维支架,用于组织工程中的细胞培养和组织修复。
静电纺丝技术还可以用于制备药物缓释系统,将药物包裹在纳米纤维中,实现缓慢释放,提高药物的疗效和减轻副作用。
静电纺丝技术还可以用于制备医用纺织品,如口罩、敷料等,具有抗菌、抗病毒等功能。
静电纺丝技术在能源领域的应用主要体现在电池材料和传感器的制备。
静电纺丝技术可以制备出具有高比表面积和导电特性的纤维,用于制备电池的电极材料,提高电池的性能。
静电纺丝技术还可以制备传感器的敏感层,将传感材料包裹在纤维中,实现高灵敏度和高选择性的传感器。
静电纺丝技术具有广泛的应用前景,在纺织、医疗、能源等领域都有重要的应用价值。
静电纺丝技术在高效过滤材料制备中的应用研究
静电纺丝技术在高效过滤材料制备中的应用研究1. 前言高效过滤材料是当今社会中非常重要的一种材料,广泛应用于水处理、空气净化、汽车制造等领域。
在高效过滤材料的制备过程中,静电纺丝技术已经成为了一种非常有效的工艺。
本文将对静电纺丝技术在高效过滤材料制备中的应用进行研究。
2. 静电纺丝技术的原理及方法2.1 原理静电纺丝技术是一种高效的纺织技术,它利用电场作用于溶液中的高分子材料,使其快速喷射到接收器上,形成纳米级别的细丝。
这些细丝有着极高的比表面积,能够捕捉更多的微小颗粒。
2.2 方法静电纺丝技术的方法相对简单,主要包括以下几个步骤:(1)制备溶液:选取适当的高分子溶液,加入所需的功能添加剂,如抗菌剂、纳米氧化银等;(2)制备电极和接收器:制备电极和接收器,电极通常为金属板或棒,接收器可以是固态板材或者电极。
(3)开展静电纺织:在实验室内完成静电纺丝过程,可以将制备好的溶液放入注射器、喷雾器等工具中,通过静电场将细丝喷到接收器上。
(4)处理成品:将得到的纳米纤维进行后续的加工处理,如纺织、热定型、化学改性等。
3. 静电纺丝技术在高效过滤材料中的应用高效过滤材料的制备需要新型材料和高效的工艺,静电纺丝技术就是在此背景下被引入的。
静电纺丝技术可以制备出具有不同结构及形态的新型纳米纤维薄膜,极大地拓宽了高效过滤材料的应用领域。
3.1 空气过滤领域中的应用静电纺丝技术制备的高效过滤材料在空气净化领域得到了广泛应用。
通过静电纺织制备的高效过滤材料相比于常规的过滤材料具有更小的孔径,更高的过滤效率和更好的阻挡杂质的能力。
研究表明,采用静电纺织方法制备的聚丙烯纳米纤维薄膜,在直径为0.3微米的颗粒物中,过滤效率高达99.2%。
这是因为静电纺丝技术制备的高效过滤材料具有更高的比表面积,所以具有更强的截留、吸附能力。
3.2 污水净化领域中的应用静电纺织技术可以制备出具有不同孔径、不同表面特性的滤材,适合于污水的微量物质分离。
空调过滤网原理
空调过滤网原理
空调过滤网采用了不同材质的滤网层,通过物理和化学的方式来过滤空气中的污染物和颗粒物。
下面将详细介绍空调过滤网的工作原理。
首先,空调过滤网的第一层通常是预过滤网,它采用粗纤维网格结构,主要用于过滤大颗粒物如灰尘、头发等。
这一层的作用是将较大的颗粒物拦截下来,减少它们对后续滤网的堵塞。
接下来是静电纤维滤网层,它是由静电纤维组成的,能够吸附空气中的静电粉尘和细菌。
这种滤网利用静电吸附作用,将带电的颗粒物附着在滤网上,从而实现了对细小颗粒物的过滤。
在静电纤维滤网的下方是活性炭滤网层,它采用活性炭颗粒制成,并具有较大的比表面积。
活性炭具有极强的吸附性能,可以吸附空气中的异味、有害气体和挥发性有机物等。
通过活性炭滤网的处理,可以有效净化室内空气。
最后一层是高效过滤网,它通常采用细微的玻璃纤维制成,并具有较高的过滤效率。
这一层可以过滤掉直径在0.3微米以上
的颗粒物,如细菌、病毒和花粉等。
高效过滤网的作用是最后一道防线,保证空气中的微尘和微生物不会进入室内。
整个过滤过程中,空气通过空调过滤网时会经过多层滤网的过滤,首先由预过滤网去除大颗粒物,然后经过静电纤维滤网去除静电粉尘和细菌,接着通过活性炭滤网吸附异味和有害气体,
最后由高效过滤网去除细小颗粒物。
这样,经过过滤后的空气将更加清洁和健康,为室内提供一个良好的空气环境。
静电纺射流和纳米纤维形成过程及纤网形态的研究的开题报告
静电纺射流和纳米纤维形成过程及纤网形态的研究
的开题报告
本文将探讨静电纺射流和纳米纤维形成过程及纤网形态的研究。
静
电纺纳米纤维是一种新兴的技术,可以制备直径在纳米至微米级别的纤维,并且具有广泛的应用前景,如组织工程、过滤材料和纳米传感器等。
首先,介绍静电纺的原理,包括如何产生电荷和产生电荷的机制。
其次,介绍静电纺射流的形成过程,包括液滴的形成和电流的传递。
然后,介绍纳米纤维的形成过程,包括纤维的拉伸和凝固。
最后,讨论纳
米纤维的形态,如直径、密度、形状和结构等参数,以及它们如何被控
制和调节。
本文的研究意义在于深入了解静电纺和纳米纤维形成过程的机理和
特征,为进一步开发和改进该技术提供基础理论和实验依据。
此外,该
技术的应用前景非常广泛,因此对纳米纤维形态的控制和调节也具有重
要的实际意义。
本文研究方法主要包括理论分析、数值模拟和实验研究。
通过对静
电纺的原理和机理进行理论分析,可以推导出相关的公式和理论模型。
数值模拟可以帮助更深入地理解静电纺纳米纤维的形成过程,以及纤维
形态的调节方式。
实验研究则是验证理论和数值模拟结果的有效性和适
用性的关键手段。
本文的预期结果包括以下几个方面:(1)建立纳米纤维形成过程的理论模型和公式;(2)利用数值模拟工具深入探究纳米纤维形态与工艺参数之间的关系;(3)通过实验研究得出纳米纤维形态与工艺参数之间的关系及其应用前景的探讨。
总之,通过深入研究静电纺射流和纳米纤维形成过程及纤网形态,
将有助于进一步推进该技术的应用及发展,为纳米材料领域的研究提供
重要的理论指导。
带静电气溶胶对纤维滤料过滤效率影响的研究的开题报告
带静电气溶胶对纤维滤料过滤效率影响的研究的开题报告一、研究背景气溶胶对人体健康和环境保护具有重要作用,然而高浓度的气溶胶对空气污染和疾病传播都会产生威胁。
纤维滤料是一种广泛应用于空气净化、颗粒物分离和化工等领域的重要滤材。
为提高纤维滤料的过滤效率,本研究将探究带静电的气溶胶对纤维滤料过滤效率的影响。
二、研究目的本研究旨在探究带静电气溶胶对纤维滤料过滤效率产生的影响,并在此基础上探究如何提高纤维滤料对气溶胶的过滤效率。
三、研究内容1. 收集带静电气溶胶和纤维滤料的性能数据,并对实验条件进行实验设计和参数优化;2. 建立气溶胶在纤维滤料中的数学模型;3. 通过实验和数学模型分析,探究带静电气溶胶对纤维滤料过滤效率的影响;4. 分析实验结果,探究如何利用静电力提高纤维滤料对气溶胶的过滤效率。
四、研究方法本研究将采用以下方法:1. 收集气溶胶和纤维滤料性能数据,建立数学模型,并对实验条件进行实验设计和参数优化;2. 使用静电场产生带静电的气溶胶;3. 通过实验和建立的数学模型,探究带静电气溶胶对纤维滤料过滤效率的影响;4. 分析实验结果,探究如何利用静电力提高纤维滤料对气溶胶的过滤效率。
五、研究意义本研究对于提高气溶胶处理的技术水平,保护人体健康和环境保护具有重要意义。
此外,通过研究带静电气溶胶对纤维滤料过滤效率的影响,可以提高纤维滤料的过滤效率,进而扩大其应用范围,提高其市场竞争力。
六、预期成果通过本研究,预计达到以下成果:1. 探究带静电气溶胶对纤维滤料过滤效率的影响;2. 建立纤维滤料处理带静电气溶胶的技术方案和方法;3. 提高滤材的过滤效率,为滤材的应用提供技术支持。
七、研究进度安排第一阶段:对带静电气溶胶和纤维滤料进行收集性能数据、数学模型建立和实验条件优化。
第二阶段:使用静电场产生带静电的气溶胶,进行实验,并建立气溶胶在纤维滤料中的数学模型。
第三阶段:通过实验和建立的数学模型,探究带静电气溶胶对纤维滤料过滤效率的影响。
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效 过 滤 掉 人 们 肉眼 无 法 看 到 的 室 内 空 气 中微 细 粉 尘 颗
粒( 直径 0 . 0 0 1 ~1 . 0 0 0 m) , 同 时 还 具 有 杀 菌 灭 菌 功 能, 可有效杀死室 内空气 中的各种 细 菌 、 病 毒 杆 菌 和 其 他有害污染物 , 对 人 体 起 到 绝 对 的保 障 作 用 。使 人 们 生 活在温湿度适宜 、 空气清新 、 负氧离子充足 、 无 任 何 污 染 的空 气 环 境 当 中 , 这 才是真 正 的现代 化高 质量 生 活 , 此, 静 电纤 维 过 滤 网 的作 用 是 与 我 们 每 一 个 人 的 幸 福 生
掉, 而 且 还 要 保 证 在 滤 除 灰 尘 的 同 时 将 空 气 中 各 种 病 毒、 细菌和其他有害 污染物 彻底 清除 掉 , 以确 保 室 内 空 气 绝 对 清 新 。为 此 空 调 制 造 商 到 处 寻 找 过 滤 材 料 , 普 通 的过 滤 网只 能 过 滤 清 除 掉 P M。 粉 尘 颗 粒 , 并 不 能 具 有 杀菌 、 灭菌 、 抑 制 过 滤 网上 细 菌 繁 殖 的功 能 , 反 而 形 成 二 次污染 , 损 害人 体 健 康 。 然而 , 吉林 华 纺 发 明研 制 的 静 电 纤 维 过 滤 网 , 既 能 高效 地 过滤 清 除 掉 室 内空 气 中 P M 粉 尘 颗 粒 , 还 能 有
展, 使 我 国 的 净 化 材 料 生 产 技 术 水 平 跨 上 了 一 个 更 高 的
台阶 。静 电 纤 维 过 滤 网 的研 制 成 功 , 对 净 化 材 料 行 业 具 有 里 程 碑 的重 要 意 义 。
美国 3 M 公 司 发 明的 静 电纤 维 过 滤 网 , 在 国 际 市 场 上 得 到 了广 泛 的应 用 , 并受到 了广 大用户 的一致 认可 。
电纤 维 过 滤 网制 作 方 法 专 利 , 一 直 以来 这 一 先 进 生 产 技
高, 空调器不仅能 够提供 冷暖 空气 , 而 且 还 要 同 时 提 供
湿度适宜 、 负 氧离 子充 足 、 粉 尘 浓 度 达 标 的清 新 空气 , 使 人 们 生 活 在 良好 空气 环 境 中 , 从 而 实 现 提 高 现 代 化 生 活 质 量 的标 准 。这 就 给 空 调 器 制 造 商 提 出 了 一 个 更 高 的
活息 息相 关 的 。 从 产 品 的性 价 比进 行 分 析 , 台湾 产 静 电纤 维 过 滤 网 技术 应 用性 能 指 标 与 美 国 3 M 公 司 产 品 基 本 相 同 。 可
滤 网生 产技 术 , 产 品价格也相 对低 一些 , 这 样 国 内 净 化 材 料市 场 才逐 渐 开 始 应 用 静 电 纤 维 过 滤 网 。静 电 纤 维 过 滤 网 在 国 内 净 化材 料 市 场 上 应 用 , 最 先 是 应 用 在 防 护
中 图分 类 号 : T S I 9 4
文献标识码 : A
文章编号 : 1 6 7 4 — 9 9 4 4 ( 2 0 l 7 ) 1 4 - 0 2 8 6 — 0 3
越来越大 。
1 静 电纤 维 过 滤 网的应 用 研 究 现 状
静电纤维过滤网是一 种高科 技 、 高性能 、 高 附加 值
ห้องสมุดไป่ตู้
术被美 国 3 M 公 司 所 垄 断 。多 年 来 , 虽 然 国 内外 大 专 院 校、 科 研 院所 一 直 在 研 究 这 一 课 题 , 但 都 没 有 突 破 性 进 展 。吉 林 省 华 纺 静 电 材 料 科 技 有 限 公 司 , 在 大 专 院校 和 科 研 院所 的大 力 支 持 和 帮 助 下 , 成功 研制 无油 剂 、 无 气 味、 带静 电纤 维 , 并 获 得 国 家发 明专 利 ( Z L2 0 1 3 . 1 0 1 7 XXXX. 7 ) , 填 补 了 国 内空 白 , 打 破 了美 国 3 M 公 司多 年 的技 术 垄 断 。这 一 具 有 自主 知 识 产 权 的专 利 产 品 , 为 国 内净 化 材料 行 业 提 供 了一 种 高 科 技 、 高 性能 、 高 附 加 值
2 0 1 7年 7月
J o u r n a l o f G r e e n S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y
绿 巳钟 投
第1 4期
静 电纤维过滤 网的开发 与应用研究
冷纯廷, 邢天宝
( 吉林 华 纺静 电材料 科技 有 限公 司 , 吉林 长春 2 2 0 1 0 0 )
的新材料 , 它极 大地 推 动 了 我 国净 化 材 料 行 业 的 快 速 发
要求, 必须 对传 统 的 空 调 器 进 行 创 新 改 造 , 以适 应 高 科
技、 新 形 势 发 展 的 需 要 。新 一 代 空 调 器 由此 应 运 而 生 ,
其必须具备空气净化 功能 、 加 湿功 能 、 产 生 负 氧 离 子 功 能等 , 空 气 净 化 不 仅 要 将 室 内 空 气 中 的 粉 尘 颗 粒 过 滤
传 统 的空 调 器 , 就 是用来 制作 冷风 和暖 风 , 冬 季 可 以调 节 室 内温 度 , 夏 天可 以为人们 带来 清凉 的冷空气 。 然而 , 当人 们 逐 渐 进 入 小 康 社 会 , 生 活 质 量 要 求 越 来 越
的 新 型 净 化 材 料 。2 0世 纪 初 , 美国 3 M 公 司 发 明 了 静
摘要 : 阐 述 了静 电 纤 维 过 滤 网的 应 用 研 究 现 状 , 重 点 分 析 了静 电 纤 维 过 滤 网在 空调 器 中应 用 , 探 讨 了静 电
纤 维过 滤 网在 空调 器 中应 用 的 发展 前 景 。
关键词 : 静 电纤 维 过 滤 网 , 开发 , 应 用, 研究、 前 景