PAN-PVP纳米纤维/水刺粘胶非织造复合材料的制备及其性能研究

 行业新闻     |      2020-08-15    |    点击数:97

采用静电纺丝技术制备聚丙烯腈(PAN)/聚乙烯吡咯烷酮(PVP)纳米纤维,将其包覆在水刺粘胶非织造布表面,制备了PAN-PVP纳米纤维/水刺粘胶非织造复合材料,考察了PAN与PVP质量比对PAN/PVP纳米纤维形貌的影响,并对复合材料的过滤性能、比表面积、透气性等进行了研究。结果表明:纺丝液中PAN和PVP最佳质量比为7∶3,静电纺丝时间为2h制备的复合材料对空气中粒径大于2μm颗粒物的过滤效率达99.93%;压差为200Pa时,复合材料的透气率为210.83mm/s,与普通口罩透气率相当;与水刺粘胶非织造布相比,复合材料的比表面积增大,过滤性能明显提高。

PAN-PVP纳米纤维/水刺粘胶非织造复合材料的制备及其性能研究

    采用静电纺丝技术制备聚丙烯腈(PAN)/聚乙烯吡咯烷酮(PVP)纳米纤维,将其包覆在水刺粘胶非织造布表面,制备了PAN-PVP纳米纤维/水刺粘胶非织造复合材料,考察了PAN与PVP质量比对PAN/PVP纳米纤维形貌的影响,并对复合材料的过滤性能、比表面积、透气性等进行了研究。结果表明:纺丝液中PAN和PVP最佳质量比为7∶3,静电纺丝时间为2h制备的复合材料对空气中粒径大于2μm颗粒物的过滤效率达99.93%;压差为200Pa时,复合材料的透气率为210.83mm/s,与普通口罩透气率相当;与水刺粘胶非织造布相比,复合材料的比表面积增大,过滤性能明显提高。 

 

 

                                                                     质量比不同的PAN/PVP纳米纤维SEM图(放大3000倍)

 

 

1.蒸馏水浸泡前后 PAN/PVP纳米纤维膜

     蒸 馏 水 浸 泡 前 后 PAN/PVP 纳 米 纤 维 的 SEM 图。由 图 可 以 看 出:蒸 馏 水 浸 泡 前 PAN/ PVP纳米纤维 直 径 均 匀,纤 维 形 貌 良 好,无 明 显 的 串珠状纤维,纤维直径分布在350~500nm 之间;用 蒸馏水浸泡后,纳米纤维形貌依旧保持良好,但纤维 表面粗糙度增加。原因是 PVP易溶于水,用蒸馏水 浸泡后纳米纤维表面的部分 PVP被溶解,导致纤维 表面粗糙程度加重。

 

 

                                                蒸馏水浸泡前后 PAN/PVP纳米纤维膜的SEM 图

                                                                  [(a)浸泡前;(b)浸泡后]

 

 

2.PAN-PVP纳米纤维/水刺粘胶非织造复合材料

    PAN-PVP纳 米 纤 维/水 刺 粘 胶 非 织 造 复合材料的SEM 图。由图看出,大量的 PAN/PVP 纳米纤维附着在水刺粘胶非织造布表面,粗细不同 的纤维形成鲜明对比。与水刺粘胶非织造布相比, PAN/PVP纳米纤维拥有更小的直径,水刺粘 胶 非 织造布 纤 维 直 径 分 布 在15~20μm 之 间,是 PAN/ PVP纳米纤维的30~40倍。将过滤效率不同的材 料(采用不同粗细的纤维网)复合在一起,由于不同 的纤维网其孔径大小及分布不同,因此纤维粗细也 不同,从 而 能 够 实 现 对 不 同 粒 径 颗 粒 物 的 梯 度 过 滤[15-16],不仅提高了 PAN-PVP纳米纤维/水刺粘胶 非织造复合材料的过滤效率,而且能够延长其使用 寿命。

 

 

                                       PAN-PVP纳米纤维/水刺粘胶非织造复合材料的SEM图