聚乳酸复合空气过滤材料的制备及性能研究

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1、第40卷第4期化纤与纺织技术Vol．40No．42011年12月ChemicalFiber＆TextileTechnologyDec．2011文章编号:1672－500X(2011)04－0010－03聚乳酸复合空气过滤材料的制备及性能研究朱蕾，王银利，杨瑞华，王鸿博(江南大学纺织服装学院，江苏无锡214122)摘要:以分子质量为7万的聚乳酸(PLA)为原料，分别用不同的溶剂制得两种纺丝液，并采用静电纺丝法将其分别纺在水刺无纺布和熔喷无纺布上，采用TSI8130仪器对阻力和效率进行测试，比较两者的过滤性能。结果表明:当纳米纤维膜厚度为2m

2、m左右时，水刺非织造布与纳米纤维的复合材料过滤效率从近乎0提高到45．88%，当纳米材料厚度为1mm左右时，提高到26．12%;熔喷非织造布分别与1mm和2mm厚度的纳米纤维膜复合后过滤效率分别提高了23．7%和24．6%，但缺点是过滤阻力提高。关键词:聚乳酸;静电纺丝;纳米纤维;无纺布;空气过滤中图分类号:TQ340．64文献标志码:Bdoi:10．3969/j．issn．1672－500x．2011．04．003工业生产和日常生活中不可避免会产生有害1实验有毒的气体和粉尘微粒，研究高性能、低成本、环保的过滤材料，可有效改进有害气体排放

3、。1．1材料与设备聚乳酸纤维因具有优良的吸湿透气性、抑菌分子质量7万的聚乳酸颗粒、二氯甲烷、三性、可降解性等性能，而引起人们的广泛关注。氯甲烷、二甲基甲酰胺(DMF)、水刺无纺布、熔［1－4］张幼珠等研究了纳米级PLA材料的空气过喷无纺布。自制静电纺丝装置。扫描电镜观察纤滤性能，探讨了无纺布过滤材料的过滤性能及其维形貌(S－570型，日本HITACHI公司)。采用评价机制，认为面料的制备工艺和过滤条件对材自动滤料检测仪(TSI8130，美国)，测试滤速为料过滤性能起到一定的影响。Gowariker、许钟麟5．3cm/s、测试颗粒为KCl等

4、测试复合材料的空等［5－8］建立了简单的多孔过滤材料的过滤模型，气过滤性能。1．2纺丝液制备并对两种不同状态的气体过滤进行了模拟。以上以二氯甲烷和三氯甲烷为纺丝溶剂，分子质研究者对聚乳酸静电纺材料和空气过滤材料作了量7万的聚乳酸颗粒(PLA)为纺丝溶质。按照实一定的研究，但将聚乳酸静电纺纳米材料和无纺验设计取二氯甲烷9mL，三氯甲烷6mL，即二布面料的复合并没有做深入的研究，尤其将聚乳氯甲烷与三氯甲烷为3∶2(v∶v)。酸与无纺布过滤材料复合并用于口罩过滤材料的根据实验所需纺丝液的质量分数为10%，称研究，在应用上未见文献报道。取相应的聚

5、乳酸颗粒(PLA)1．50g。将溶液置于本文将普通的无纺布过滤材料与静电纺丝纳磁力搅拌器上，室温下搅拌5h，使溶质充分溶米纤维进行复合，并研究其空气过滤性能。解，得到均匀的溶液即为第一组纺丝液，使其与收稿日期:2011－09－06作者简介:朱蕾(1990－)，女，福建厦门人，江南大学纺织工程专业学生，研究方向:纳米空气过滤膜。第4期朱蕾等:聚乳酸复合空气过滤材料的制备及性能研究11水刺PLA无纺布进行复合。材料厚度为2mm时其效率平均提高到45．88以二氯甲烷和二甲基甲酰胺(DMF)为纺丝%，但纳米材料厚度提高时其阻力也增大。溶剂，分子质

6、量7万的聚乳酸颗粒(PLA)为纺丝2．2PLA纳米纤维/熔喷无纺布复合材料溶质。按照实验设计需要量取二氯甲烷10mL，采用TSI8130测试仪器，测试滤速为5．3二甲基甲酰胺5mL，即二氯甲烷与二甲基甲酰cm/s、测试颗粒是KCl等条件下测试静电纺纳米胺为2∶1(v∶v)。根据实验所需纺丝液质量分数纤维与熔喷非织造布复合后的过滤效率，测试结为8%，称取相应的聚乳酸颗粒(PLA)1．20g，制果见表2。备相应的溶液。将溶液置于磁力搅拌器上，室温表2PLA纳米纤维/熔喷无纺布复合材料过滤效率下搅拌5h，使溶质充分溶解，得到均匀的溶液纳米膜厚度

7、2mm纳米膜厚度1mm样品作为第二组纺丝液，使其与熔喷PLA无纺布进行阻力/pa效率/%阻力/pa效率/%复合。117099．2020399．971．3实验过程2145．899．9611297．643210．899．99154．399．86将纺丝液倒入纺丝管中，调整纺丝管高度与4160．299．9313098．34接收屏的位置，使喷丝头与接收屏的中心位于同5210．899．95144．399．76一水平线上，二者的距离为12cm;将阳极接在针平均值179．5299．806148．7299．114头(规格为12号)上，阴极粘在接收屏上并接地

8、，经测试，熔喷无纺布的过滤效率为80．1%，在接收屏上粘一块大小合适的铝箔，并将无纺布阻力为9．8Pa。从表2测试结果可以看出，熔喷贴于铝箔，缓慢调整电压至16kV，进行静电纺非织造布在表面接