纳米纤维非织造布过滤材料

圈５纳米纤维弼的厚度在加工过程中可以控制
控制静电纺的一Ｉ：岂参数‘ｌＪ‘以使纳米过滤材料产：！ｔ．－－＞ｆｃＩ司的过滤敏粜。纤维ｌ盯以铺在基体的啦两或双ｊ｝ｆｉｉ。
眦Ｉ｜．罔５，ｉｆ以看ｆｊ｛纳米纤维ｉ｛９：层私ｌ Ｊｉ］层的比较。纳米纤维ｒｌｆ以纺制在小同的堪体卜，如玻璃多Ｆ维．聚酯纤
维．尼龙，和纡维索过滤屎体上。
ｌ。２纳米纤维网的应用
码玻璃纤维作为敬微米纤维稃在了捆：’获…段时问时，融喷纺纤维阿ｉｌ冈｜Ｊ突破微水级的界限时．０．２５微 米巍径的静电纺纳米已经被溱０造．程商掰领域Ｊ羽１：空气过滤已有２０多年的鹏史。 ‘拽隔附加值的非织遗布 聪剃在如过滤、防护粼料、攒布、个人卫生、暇疗和潞疗颧域。这魉殴经磷她化的纳米纤维和纳米纤维滤 醐的腐用是蕊予产蹋宵很好的技术性能。刹ｊ＿；ｆ】纳米纤维的这贱特性诳ｊ＝ｌ＿ｉ它制作吸附材料和过滤丰才料，成用 。ｆ驻微米微粒的过滤簿方两。能肖效地用于腺ｆ工舭、光酾容、精密工业、涂饰行业镣。箕过滤效率较之 常规过滤材料效率犬火提高。 １．２．Ｉ纳米材料阻隔材料 利用纳米材料的阻隔性做阻隔材料时．幽‘ｒ能阻裆微粒和ｊｉ５种离孑的迁移。埘用作微型薷电池ｌＥ负极 之间的隔膜。例如氯丙越纲纤维膜楚潮敏乙烯ｉ＿ｌ；ｉ烯睛焚聚誊时脂经气流喷射法制成的纾缎网膜（非级遗枢），
网ｊ挺薄，没柯机械强力，传统的嗍处理方式小能胜任。所以，纳米纤维Ｉｑ随Ｊ－｝】到小同的熬村。塾材ｌｌｆ以纳
米Ｉ矧提供适当的机械性质和其它功能。柱纳米过滤介质中，选择纂村是为了便于折叠．构成滤材基体．使 用耐久和便于漓理。罔２是ｌＯＯｏｏｘ ＳＥＭ（扫描电镜）的图片，纤维的赢径大约是２５０纳米。
图２ １００００Ｘ ＳＥＭ（扫描电镜）的图片
２纳采纤维滤料的制备方法
日前圊多｝制造聚会物纳米纤维的港法翁静电纺照法。横板聚台法和熔喷溅，夔圜钳几家公溺利用裂哄 纤维熬蠢法帮澄继米纤维，典型豹露鑫铤稠公国豢ｌ避的裂黢熔喷缚缝翮Ｆｉｂｅｒｗｅｂ公蠲熬翁糖ｔ挈窆纾绦。 Ｅｉ本ＵＮＩＴＩＫＡ株式会社嫠世界藩名的绗级企娩之一，二十煅纪六十颦代，该公溺荫澈歼始生产飕娩 薄膜。同时独家开发了薄膜拉仲技捧“刚步殿肉撼伸制膜泌”。ＵＮＩＴＩＫＡ纳米台成树糕飕抛６¨Ｍ１０３０Ｄ＇’怒 掇攥ＵＮＩＴＩＫＡ爨奎的方法运过在聚食瞬段将按浆疆酸戆以姻卷必≮’的举艇势数劐怒忿辩精塞挺意嘲犍、 耐热性的新一代复台材料。ＵＮｌＴＩＫＡ纳朱台缄树辩越她椴攒其独特的构造矮蠢如”Ｆ特点。
特觚：①流枞都堪开；｝｝ｉ Ｊ：液态的聚合物，纺丝州成网都煺一一步洼：②Ｊ冉：¨ｎ１３的成分就楚聚含物木身，汝彳『ｌｅ 他的同结物、树脂、或其他附加物。有很多．１：艺町以加腱１＝维状二歌织选布，…般情况下纤维刚娘以’种成
分。而其他的．孵织造，Ｉ：艺流程经常使ｌ羽化学的（盘¨在蕊法滁层ｌ｛一的树脂黏结）、帆敞的彬骤（蚰Ｉ梳理承ｌ水
ｎｍ～３０００ ｎｍ．外滕分别憋’胺或多层天然纤维或合成纾维或两者的淞纺￡１：维的编织物域冗纺布，纤维胤
经为ｌｐｍ＇－－１
１００｝ｔｍ。
静迤翁制造镄米纤维的瀛纛鳟黻参考文熬淞娃】懿菠专剽阁。静邀纺簸技术憝一种徽嘲互整零，浚器
简单，直接成避。利Ｊ｛｛｛ｌ这种技术制舔的纤维的盥镪…般在十几纳米焱凡西个纳涞之问。按照豳时对纳米材 料特征舣寸的定义，嗣｝１：ｌ这种技术制餐的…部玲纤维已缀达到，纳米纤维的要求【ｌ孤，ｉ＿＾：ｉ粥…都分纤维：簸径 在凡露照岽熏凡詈纳泰菠溺雨，阂魏严捺寨洪，这辩蠢法爵瑷鸯ｌ备纳寒或疆微米缛缨。静电翁魏技零至今 已缀有６０多年豹删史，在１９３４年Ｆｏｒｍａｌａｓ申髓孥１＿＿ｒ第一份专利．苜次提出Ｉ：ｒ利阁瞄罐静魄力纺ｌｌｊ长缱．在 １９３４—１９４４年他叉获得一系列专利：擞１９６６９，Ｓｉｍｅｎ审诺了嗽产≈仁织猫装鼹的专利，他发现剃周低黏艘的溶 滚褥浚钊蠢艇褥纲静纾维，嚣剽攘藤黩攫魏滚滚赋剿备翔对连续纾壤；Ｔａｙｌｏｒ（＋ｉｔ９６９年阐述ＹＴａｙｌｏｒｔ跬的概 念，提出临界电罐豹计嚣公式，测髓了形成Ｔａｙｌｏｒ锥的垲艨德，并将熊与理论徽比较．筑观两者嚣常吻合： 自从１９９１年酣本ＮＥＣ公渊的饭岛婶拄高分辨透射电镜下发现碳纳米管以来。藏印弓Ｉ起了箨网科学家澍…。维 纳涨耪糕的重褫，静电绣麓技拳露凌热’ｒ起来。游瞧绩缓蹩健嵩分子溶渣袋溶髂繁露，势鬟≯唼鳇鞭。海接 收羼之闻的辐蹑电场巾。静电吸弓Ｉ力克服淼分予溶液或熔体的裘舔搬力。飙谳侵统缝液成沟‘般带蹴的喷 射流，释在电场中运动，最厢繁聚猩众麟网状按收艉上，成为光纺稚状的纾娥饿。商分予溶液或熔体醐溶
的流量。从毛细空中流出的纺丝激喷射流７．柱静电力的作用下加遮运动并分裂而形成细ｌ流簇８．最终沉积
在接收屏卜。
有人以聚乙烯醇（ＰＶＡ）与乙酸锌的混合液为ｌｊ｛『躯体．采用静电纺丝法制得乙酸锌伊ＶＡ复合纤维，经 煅烧后得到鬣径分布均匀的ＺｎＯ纳米纤维。
“
还有人以纳米微粉（５０ｎｍ～７５ｎｍ）作添棚剂，裥用低温等离子休处理技术和双捌翻然再生Ｉｌ：岂技术， 采Ｊ＝｝｛惴融其灌的方法诣４备纺丝液．使纳米徽粉均匀地分敞存纺蝗液中．并Ｈ不氧化、不团聚，健原来的纺
３
圈３
静电纺丝纳米纤维在聚合物纺粘基上的横截面电镜图
｜＝ｊ｝１３址静ｌｎ纺缒纳米纤维ｒ｝ｊ聚合物纺朱’ｉ聃卜的楼戡们Ｉ乜镜Ｉ刘，选择蟾ｆ奉的｜｜的址为丫提影！机澉性质强
力，Ｉｎ陶ｑ米纤维叫完成过池功能。
图４纳米纤维空气过滤材料在湿纤维索纤维基体上 ㈦４比ｌ挣Ｉｎ纺纳米纤维过滤材料Ａ纤维袋毓卜的ｌ：ｎ镜照¨。。纳米纤维苴稚火约２５０绌米，｝ｒ维索纤维人 约魁１０微米。这种奠台材料纠够：魁拈商迎旋转的设备卜｛：｝ｌ｜叠Ｉ佃战的，纺制ｊ』：程ｔｌ，篮堪。融防Ｊｌ：纳米纤量ｆ｝｛』。：的 破坏。
－＇．＇－ｒ－ｆｆｉｉ索纤维的
样－铺显示ｒ滴定豹深度印ｉ丰Ｉ：ｉ关ｆｌ；ｊ ｑｌｊ！微型幢～ｆ．复合树料的样＾＾盟示纳米纤维表两以及俘＿｜ｌ：艇的柑■数髓的、眦 微型粒子。复合利料样・债所截获的｝弓物比纤维袭样ｌ协多２．５倍。怕纳米纤维污物捕获最的改蓠取决Ｊ：纤维 的肖轻ｌｌｌｉｌｌ Ｊ，＇ｑ的袭而秘．这种过滤性颇的优点还｜｜ｒ以虑川到攒枢卜。
（３｝ 氍）
疆奉帝入公潍获在歼靛糍够离散去豫挥菠性霄视纯食物《ＶＯＣ）静纳采纾臻！过滤树辩。运飕姆赚方 法。制作出巍撩５－－－５００微米的纤燃豢仓体（爿辩织遗布）程｝．：两附辫特殊的光触嫌，使其谢效嗷附ＶＯＣ。 霄掇成为嚣科ｔ象气净化辫、窆气趱滤器、承处黜过滤器等的优鼷村料。纳米纤蛾防护奉童料发其剿蔷方法跫 一种防刍爵辩祷及獒戮蔷方法，滚誊君瓣诲层状缡粕，；扣澜滋蹩巅羚：嚣蝻米纾壤貘搴孝辩，纳米纾维’凝张淹ｌｏ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｗｉｌｌ ｄｉｓｃｕｓｓ ｔｈｅ ｕｓａｇｅ ｏｆ ｔｈｅ ｎｏｎｗｏｖｅｎ ｎａｎｏｆｉｂｒｓ ｗｅｂｓ ａｎｄ ａｌｓｏ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｍａｋｉｎｇ ｎａｎｏｆｉｂｅ塔ａｎｄ ｎｏｎｗｏｖｅｎ ｎａｎｏｆｉｂｃｒ ｗｅｂｓ ｆｒｏｍ ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｆｉｂｅｒ－ｆｏｒｍｉｎｇ ｐｏｌｙｍｅｒｓ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｉｎｇ ｐｈｙｓｉｃａｌ
ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｔｉｌｅ
ｎａｎｏｆｉｂｅｒ ｗｅｂｓ ｗｉｌｌ
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ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：琳ｍｏｆｉｂｅｒ，ｗｅｂ，ｎｏｎｗｏｖｅｎ，ｆｉｌｔｅｒｓ
１纳米纤维的特点及应用
１．１纳米纤维网的特点
纳米纤维…“股是指赢经小予ｌ微米的纤维。纳米纤维具有椴犬的比表颂积，它在成型的ｌ孙陂量宵根多微 孔，嘲此钶狠强的吸附力以及瞧好的过滤性、阻粥性、羲与会性和保溢性。
Ｎａｎｏｆｉｂｅｒ
Ｗｅｂｓ
ｆｏｒ Ｎｏｎｗｏｖｅｎ Ｆｉｌｔｅｒｓ
ＬＩ Ｊｉｆｅｎｇ‘・２
（１。Ｔｅｘｔｉｌｅ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｄｏｎｇｈｕａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０１６２０；
２．Ｈｅｎａｎ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ｏｆｔｅｘｔｉｌｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ ４５０００７．Ｃｈｉｎａ）
图７纳米纤维网对亚微型晶体粒子的捕获和容纳图
吲８纺粘一融喷一纺粘复合非织造布的结构
罔７表示的是复合诧材设卜。个氯化钠污染物的环境．粒‘ｒ的Ｊｔ、Ｊ１枉Ｏ、ＯＩ．０．５徽水之问。纳米纤维为盐
粒子所狴潞。较人的撼体纤维收集ｒ棚“１多的埘微！裂椅于。。１７哑撇艘轴－ｒ的过涟效率柏！使ｊ４ｊ纳米纤维过 滤材科后＝ｆ｛！｝到很火援商。 ’砦建议认为利Ｊ｝Ｊ纳米纤维做功能性化学牧体可以带来很多优点，
ｆ１） 《２≥
低院霆、蕊刚投。鲢然比藤畸簿强化尼龙６栩同，１：￡ｌ魁熟霄麴２懈的刚性。 低豫敞缝、裘嚣警漪熊、先洋缝。国予謇添加坡璃，娃度廷有少爨的霹“橡矮，因鼗撩簿愁、 蔽黼平滑性椎常如色。 啜水特性。Ｉ；ｌ＿ｊ乎结晶他程度随．湖此与酱通尼龙相比嗷水速度悭艇尺寸变化小。 淀烈瞧。滚秧馁强、模粲转印缝枣越、结飘化遮度｜炙，闵ｊｌｌ：矮肖懿镭琢性。
图ｌ静电纺丝装置示意图
ｌ离簸：！！乏ｉＥ器２计｛ｉ！泵３活塞１纺蜓管５纺缝液６Ｔｙｌｏｔ锥７射｝Ｊ；｛．８细汛＾灰９接收珊 （旋转政Ｉ司定）
荆的蒸发或熔体冷却而周化，成为随衽很小的纤维：佚物质．这蝗纤维的值衽通常远小于常规的天然纤维和
合成纾维．达到纳米或弧微米的尺度范｝珂。如图１所示为静电纺丝装聋示意图。高压发生器ｌ使纺丝液５带 电，并使Ｔｙｌｏｒ锥６与接收所９之间产生高艇电场。接收解一般为负极并接地，肘汁避浆２谢节管中的纺丝｝ｌ；ｃ
纳米纤维非织造布过滤材料
李继锋ｋ
２
（１．东婊人学纺蚁学院，｝：海２０１６２０：２．；ｊｊｉ南省纺织置程学会，郑州４５０００７）
铺要：本文介绍了纳米纤维过滤材誊尊的特点及其用埝；嫩点讨论了聚含物用静电蜘进行终蛾嫡蝗，嗣作纳米纤蛾 靳纳米纾娥麓的过橼．，｛ｌ：讨论了蚋米磐手维过滤喇纳钧理缝构特点。 美键谎：纳米纤维｛ 讣纵避襁；过滤材科
丝液得到合堡Ｂ的改性处理．形成稳定均匀的混合体．ｉ玎纺性强，产品的技术性能水、Ｐ先进，生产、一种理恕
的耐ｉ蝴盛阻燃高科技新型纤维。这是利用纳米微粉的性质生产功能化纤维的例子。
ｂ
３纳米纤维滤材的结构特点与其过滤效果
由：Ｆ纤雏本身盥径很小．纳米纤维网的厚度看起来也干翻当秘，四个纤维的厚度也Ｊ己育１个微米。这种
４商用纳米纤维网的物理特性：与融喷和纺粘网的比较
把静电纺纳米刚．‘ｊ其他的二ＩＩ＂－，＇Ｊｔ进布卣接成刚ｊ：艺流Ｒ做以比较是很１ｒｒ怠义的。爆箭ｆｒ限多ＩＩ－＇．（＇Ｊｒ进ｔ艺
５Байду номын сангаас
成阌材料。彳ｆ阿种成网，１：艺ｆｌＩｆ得比较；融喷和纷糕法成网工艺。事实上，这一．ｉ种流程ｊｆｌｌｆｌ＂。讯仃两个蕾要的
作者简介ｔ李继锋（１９７２－），河南濮剐人．：ｌ：冁卿．东毕天学崧读＿＿＇ｌ：程颁～１：。
冀特点楚致塞憔好、陬拯教攀菇，｛囊ｉ鼓蹩＇在黢、碱佥矮申长瓣阉互巷，露俸为黪耱藿电懑隔羧。利鬻缡米 多Ｆ维的这媲特性，还可撇成复合增强材料薷ｌ轻簿像温树料落。 １．２．２纳米材料羽予保护鄹蟪 潦ｊ爹瓷襁纳港纾缝的独特鞋爨，蹲壤褥纳潦拱辩耀趁僚护环笺方蕊＋镶翔金属离予（锢、键等≥麓技 以磁纳米纤维电极为基础的新吸电技术收集起Ｙ泉。已经诚实了用特殊黝纳米纤维电檄能将铀的含鬣觚１０一 溅小到２×ｌＯ一。冬但电搬可逆两强酊以缀复搜煺。碳纳米终维电檄除’ｒ隧从废流体巾除掉念属离子，还能 斌泰渗去撼鸯视港帮。 ｌ。２．３纳米材料用予殿羧濑｜造 猩服装穷灏纳米缮缭感耀煎壤墩涎令人注豳的。利用纳涨纾维的低鬻发、蹶孔隙度翻大的比襞敷双数 域多葫能薪护溅。这种擞纲终壤镝城静翮港耄很多徽孔黉叛手耧的产赫，戆允许蒸汽扩散，瓣瑗谲霹孵啜 性，又能撼飙和过谶微细糕予。对气溶胶的戳襁性提供－ｙ对生物绒化学武器和ｉ歉物化学霄辫性豹防护性； 丽Ｗ呼吸性义僚进了穿蛰辫的舒透性。＿ｗ’
图６纤维素纤维的基体和纳米复合纂体测污 纳米纤维漶村的效果呵以通过扫描电镜观测已经污染过的卡于料束缚受。【ｊ《＿１６显示丫…‘个纾维豢纤维的 堪体－鼐｜’个纳米复合基体（纳米纤维：ｉｆ｝：Ｊ二流端），■：嚣挪稚叫司样的滴限。Ｆ（ｏ．５“ｗ．ｇ．）喇ＩＳＯ牺舅ｉｌ｛Ｉ，！Ｊｉ污浊
测试。这种测试法通常附Ｉ二发动帆姑清器的测试．稳予的尺寸一般在Ｏ．７＂－－＇７０个微米之删。