光致变色防雾霾亚微米纤维纱窗的制备及性能研究

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1、东华大学硕士学位论文答辩委员会成员名单姓名职称职务工作单位备注王新厚教授答辩委员会主席东华大学张坤研究员答辩委员会委员东华大学劳继红副教授答辩委员会委员东华大学教授级上海市毛麻纺织科张德良答辩委员会委员高工学技术研究所教授级上海汽车地毯总厂龚杜弟答辩委员会委员高工有限公司孙晓霞讲师答辩委员会秘书东华大学东华大学硕士学位论文摘要光致变色防雾霾亚微米纤维纱窗的制备及性能研究摘要近年来，随着现代工业的迅速发展，环境恶化问题越来越引起人们的关注。工业化导致的雾霾等污染，使人类的身体健康受到严重威胁。防雾霾纳米纱窗因其具有良好的通风换气、防霾

2、防尘等特点，迅速受到了人们的广泛关注。传统空气过滤技术因其过滤效率低、过滤阻力大、产量提升存在瓶颈等问题，难以满足日益增长的产业化需求。基于静电纺丝技术制备的亚微米纤维纱窗具有孔隙率高、过滤滤效高、易于功能化等优点，而被大量应用于过滤领域。由于纱窗长期暴露于空气中易受阳光、风等外界环境因素的影响，故在开发研究防雾霾纱窗时，不仅要保证其具有优良的过滤性能，同时要兼备良好的透光性和机械强力，此外，在实际应用中其功能性需达到一定的条件以满足人们的需求。基于以上问题，本文在研究静电纺防雾霾亚微米纤维纱窗时，一方面通过添加光致变色指示剂，赋予

3、纳米纱窗光致变色性能，另一方面，通过改性处理等方法提升其强力，并对亚微米纤维纱窗的孔径分布、力学性能、过滤性能、透光性能研究分析，拓展其功能性应用领域。主要内容如下（1）对聚丙烯腈（PAN）、聚偏氟乙烯（PVDF）两种不同高聚物进行静电纺丝制备亚微米纤维纱窗，探索最佳质量分数，在此基础上分析两种不同溶质对纺丝前驱体溶液性能的影响，通过SEM观察两种亚微米纤维纱窗的表观形貌及纤维直径分布情况，并分别对两种亚微米纤维纱窗的孔径分布、过滤性能、力学性能、透光性能等进行分析。结果表明，随着PAN质量分数的增加，亚微米纤维纱窗过滤效率先增后低

4、，断裂强度、断裂伸长率逐渐增加，透光率逐步降低；随着PVDF质量分数的增加，亚微米纤维纱窗过滤效率先增后降，断裂强度、断裂伸长率逐渐增加，透光率逐步降低。（2）通过添加萘并恶嗪指示剂来赋予亚微米纤维纱窗光致变色I东华大学硕士学位论文摘要的功能性，利用目视比色法，通过观察紫外光照射前后的PAN亚微米纤维纱窗的颜色变化进行分析评价。探索亚微米纤维纱窗对紫外光变色响应的机理及光敏性。结果发现，当亚微米纱窗经紫外光照射时，萘并恶嗪-亚微米纤维纱窗由白色变为粉红色，探究变色响应的光敏性可得：萘并恶嗪质量分数越大，亚微米纱窗响应时间越短，光敏性

5、越高，亚微米纱窗颜色变化也愈明显。经紫外光辐射，萘并恶嗪-亚微米纤维纱窗8s完成变色，且光照强度越大，光敏性越高，变色响应现象越明显。（3）通过化学改性及物理改性等方式制备高强度亚微米纤维纱窗。配制不同质量分数的PVDF/过氧化二异丙苯（DCP）、PVDF/聚醚改性硅油纺丝液并对其最佳质量分数进行探究，分别对两种亚微米纤维纱窗的表观形貌、孔径分布、过滤性能、力学性能、透光性能等进行分析。PVDF/DCP亚微米纤维纱窗高温交联后，均随着DCP的质量分数的增加，其过滤效率先增后降，断裂强度、断裂伸长率逐渐增加，透光率逐步降低。PVDF/

6、聚醚改性硅油亚微米纤维纱窗随着聚醚改性硅油的质量分数增加，滤效先增后降，断裂强度、断裂伸长率逐步增加，透光率逐步降低。关键词：静电纺亚微米纤维；纱窗；光致变色；紫外防护；改性处理II东华大学硕士学位论文ABSTRACTTHESTUDYONTHEPREPARATIONANDPERFORMANCEOPTIMIZATIONOFPHOTOCHROMICELECTROSPINNINGANTI-HAZENANO-FIBERWINDOWSCREENABSTRACTThepollutioncausedbyindustrialization,such

7、ashaze,posesaseriousthreattohumanhealth.Ananti-hazenano-windowscreenthatperformssupremeventilation,dust-proofandanti-hazefunctionshasarousedwidespreadpublicattention.Traditionalairfiltrationtechnologywithlimitedfiltrationefficiency,strongfiltrationresistanceandlowoutpu

8、tfindsitdifficulttomeetthedemandsofindustrialization.Nano-fiberwindowscreenbasedonelectrospinningtechnologyiswidelyus