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随着人们越来越关注有害固体颗粒对健康的危害,许多应用领域对功能性防护纺织品的需求日益增加,尤其是石油、化工、医疗等可能接触危险化学品的职业,必须给予现场作业人员有效的保护。纳米纤维网对颗粒物有着良好的阻隔功能,在防护领域有着很好的应用前景。本文针对纳米纤维的力学性能差,透气性能不足和功能性单一等问题,基于溶液喷射纺丝法开展了对PVDF纳米纤维结构调控的研究,制备了具有功能性的防护材料。
针对纳米纤维网力学性能差的缺点,通过在PVDF的纺丝液中加入交联剂(TMPTA)和光引发剂(TPO),实现了对PVDF纳米纤维力学性能的调控,利用溶液喷射法设计制备了交联聚偏氟乙烯(PVDF)纳米纤维网。研究表明TMPTA的加入可明显提升纳米纤维网力学性能,相比于纯的PVDF纤维网,其拉伸断裂强度增加44.1%,断裂伸长率增加88.6%。对粒径大于230nm颗粒物过滤效率达到100%,过滤阻力仅为320Pa,透气性可以达到32.42L/m2·s,透湿性可以达到211.7g/m2·h,表现出良好对颗粒物阻隔防护性能。
针对纳米纤维网透气性能差的缺点,通过在PVDF的纺丝液中混入PS聚合物,利用静电辅助溶液喷射技术纺丝,实现了对PVDF纳米纤维的形貌调控,制备了形貌良好的串珠状纳米纤维。研究表明当PVDF和PS质量分数都为7%时,所制备纳米纤维的串珠结构形貌最佳,纤维网有良好的透气性能,可达到37.76L/m2·s,同时纳米尺寸低凹的表面可以吸附气体分子,相当于在宏观表面上有一层稳定的气体薄膜,具有较好的拒水性能,接触角可高达132.6°。作为防护材料表现出很好的透气性能,为穿着防护服的作业人员提供舒适性。
为了赋予纳米纤维网环境响应性能,通过在PVDF和PS的纺丝液中加入二甲基亚砜和溴甲酚紫(BCP)显色剂,利用静电辅助溶液喷射方法设计制备了具有氨气响应的多孔串珠纳米纤维。利用扫描电镜和BET测试,定性和定量地分析了串珠纤维的孔径分布。研究表明当BCP含量为0.3%时,响应范围较宽,响应灵敏度也较高,可以响应环境中100ppb含量的氨气。可为作业在氨气行业的工作人员提供很好的预警作用,有着潜在的应用前景。
针对纳米纤维网力学性能差的缺点,通过在PVDF的纺丝液中加入交联剂(TMPTA)和光引发剂(TPO),实现了对PVDF纳米纤维力学性能的调控,利用溶液喷射法设计制备了交联聚偏氟乙烯(PVDF)纳米纤维网。研究表明TMPTA的加入可明显提升纳米纤维网力学性能,相比于纯的PVDF纤维网,其拉伸断裂强度增加44.1%,断裂伸长率增加88.6%。对粒径大于230nm颗粒物过滤效率达到100%,过滤阻力仅为320Pa,透气性可以达到32.42L/m2·s,透湿性可以达到211.7g/m2·h,表现出良好对颗粒物阻隔防护性能。
针对纳米纤维网透气性能差的缺点,通过在PVDF的纺丝液中混入PS聚合物,利用静电辅助溶液喷射技术纺丝,实现了对PVDF纳米纤维的形貌调控,制备了形貌良好的串珠状纳米纤维。研究表明当PVDF和PS质量分数都为7%时,所制备纳米纤维的串珠结构形貌最佳,纤维网有良好的透气性能,可达到37.76L/m2·s,同时纳米尺寸低凹的表面可以吸附气体分子,相当于在宏观表面上有一层稳定的气体薄膜,具有较好的拒水性能,接触角可高达132.6°。作为防护材料表现出很好的透气性能,为穿着防护服的作业人员提供舒适性。
为了赋予纳米纤维网环境响应性能,通过在PVDF和PS的纺丝液中加入二甲基亚砜和溴甲酚紫(BCP)显色剂,利用静电辅助溶液喷射方法设计制备了具有氨气响应的多孔串珠纳米纤维。利用扫描电镜和BET测试,定性和定量地分析了串珠纤维的孔径分布。研究表明当BCP含量为0.3%时,响应范围较宽,响应灵敏度也较高,可以响应环境中100ppb含量的氨气。可为作业在氨气行业的工作人员提供很好的预警作用,有着潜在的应用前景。