随着经济社会的发展,空气质量问题不仅影响生态环境,还对人们的身心健康产生很大的危害。同时由于空气排放控制系统的安装和各类过滤材料的开发而带来的城市大气质量的提高也是过去二十年来我国纤维纺织行业最为重要的成就之一。空气过滤材料广泛地应用于生产生活中,例如各种空调滤芯、口罩等。尤其起始于2019年末的新冠大流行以来,人们对口罩用空气过滤材料提出了更高的要求。熔喷非织造材料由于具有良好的透气性和优异的过滤性,常被用来作为空气过滤材料的核心过滤层,开发高效而功能化的熔喷非织造材料逐渐成为了科研和工程应用热点。与其它纤维基空气过滤材料一样,熔喷非织造材料也主要是通过拦截效应、静电吸引、惯性碰撞效应等来捕获气流中的微粒子,达到净化空气的目的。熔喷非织造材料常用的原料为聚丙烯（PP）熔喷料,PP是聚烯烃的一种,是应用最广泛的三种聚合物之一,由于具有合适的加工温度、高抗拉强度、良好的化学耐腐蚀性、低吸湿性等特点,被非织造行业广泛使用。目前研究提高熔喷非织造材料性能主要集中在以下三方面,纤维细旦化和驻极化主要是提高过滤效率,功能化则是附加诸如抗菌抗病毒的作用。纤维越细,过滤效率越高。通常工业上熔喷纤维直径为1-3μm,以牺牲生产效率为代价来提高纤维细度,会导致成本的迅速上升。同时,由于空气过滤材料在使用中,会捕获并富集细菌,对使用者的身体健康产生潜在的危害,因此具有抗菌效果的非织造过滤材料的研究开发越来越受到关注。目前大多数抗菌材料是通过织物后整理的方式将抗菌剂附着在材料表面,使用过程中,抗菌剂容易脱落,抗菌效果不持久,因此“高效低阻且持久抗菌”的空气过滤材料的开发具有重要的意义。本文将主要通过研究添加勃姆石驻极体并经驻极化工艺后,提高熔喷非织造材料的过滤性能。电镜形貌对比发现随着勃姆石驻极体的添加,熔喷非织造材料的纤维变粗,是由于勃姆石会增加聚合物体系的黏度,影响了聚丙烯的流动性,从而导致纤维变差。通过热性能测试发现勃姆石的添加并不会影响聚丙烯的熔融,但会使其分解温度有所下降,对熔喷工艺不产生影响,这是由于勃姆石在高温下会分解产生水导致。过滤性能测试表明添加了勃姆石驻极体具有更好的过滤性能,且随着勃姆石含量的增加过滤效率先变高在降低,当勃姆石含量为1.0%、克重为25 g/m~2时PM2.5过滤效率最高达到96.3%,而未添加勃姆石的过滤效率为87.9%。本文优化了驻极工艺,在不同驻极电压、驻极时间、驻极距离进行驻极化,通过对其表面电荷测试和衰减测试分析得出以下结论:（1）勃姆石的添加有效提高了驻极无纺布的表面电荷,且随着勃姆石含量的增加而增大。（2）驻极时间越长、电压越大、驻极距离越短非织造材料表面电荷越大,驻极时间过长、电压过高会导致生产效率下降,驻极距离太短会导致空气的电离。本文中确定的最佳驻极条件为:驻极时间2 min、驻极电压70 k V、驻极距离35 cm。为了在抗菌功能化熔喷非织造材料,在以上驻极后确保高过滤性能基础上,本论文针对不同的无机纳米抗菌剂进行了筛选研究。首先,制备无机纳米抗菌粒子摻杂的驻极PP母粒,然后经经熔喷工艺得到非织造材料,再对其进行驻极处理,并对其进行了形貌表征及测试了其热性能、过滤性能、抗菌性能等。纳米氧化锌（ZnO）常可作为一种较为经济的光活性的无机抗菌剂,ZnO摻杂入勃姆石驻极非织造材料中的性能测试结果表明,随着勃姆石含量的增加,非织造材料的抗菌性能降低,主要是由于氧化锌抗菌是通过光催化产生作用产生了活性氧自由基的抗菌机理,而勃姆石的加入则可使其活性降低,从而导致非织造材料的抗菌性能下降。说明在保证驻极过滤效率的同时,ZnO抗菌剂并未能充分发挥抗菌效果。且在多数空气过滤过程中,过滤材料不易见不到光。我们选用了近几年开发出的一种具有抗菌活性的新型纳米陶瓷材料——纳米氮化硅（Si3N4）,其已被广泛应用于生物医学领域,具有良好的生物相容性和抗菌性能。通过掺入纳米Si3N4于勃姆石驻极母粒中并加工成相应的熔喷布,其中Si3N4掺杂量分别为0.6%、0.8%、1.0%,勃姆石的含量均为1.0%。通过对其抗菌性能的测试和分析,Si3N4具有明显的抑菌效果,且随着含量的增加有抑菌率变高,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率都达到97%以上。由于Si3N4抗菌机理是因为Si3N4在H2O的氛围中,会与水发生反应产生氨和具有超氧化作用的自由基,改变细胞生长环境和破坏细胞结构,从而达到抗菌作用。Si3N4掺杂的勃姆石驻极的熔喷过滤材料有望在空气过滤材料领域得到更为广泛的应用。