一种静电纺PAN/竹炭粉纳米纤维膜过滤材料的制备方法及其产品技术

本发明专利技术公开了一种静电纺PAN/竹炭粉纳米纤维膜过滤材料的制备方法及其产品，其包括，配制聚丙烯腈溶液；配制聚丙烯腈竹炭溶液；静电纺丝；制备纳米纤维膜过滤材料：制备由丙纶无纺布、聚丙烯腈纳米纤维膜、含竹炭的聚丙烯腈纳米纤维膜、聚丙烯腈纳米纤维膜、丙纶无纺布的多层结构组成的过滤材料。本发明专利技术制备的纳米纤维过滤材料纤维细度小，同时具有低阻力、高流量、低穿透力、高过滤效率的特点，符合目前追求的过滤材料的性能。

【技术实现步骤摘要】
一种静电纺PAN/竹炭粉纳米纤维膜过滤材料的制备方法及其产品
本专利技术属于纳米纤维膜
，具体涉及一种静电纺PAN/竹炭粉纳米纤维膜过滤材料的制备方法及其产品。
技术介绍
随着生活水平的不断提高，人们对居住环境的空气质量要求越来越高。此外，医院手术室、高精密电子仪器室等场所对室内空气质量要求更加苛刻。细小颗粒物可能携带大量细菌、病毒以及有机污染物，对人体的健康和仪器测量的精确性有很大影响。现有的室内空调滤芯在使用过程中会随着工作时间的延长，颗粒物不断地沉积在滤材上，导致其阻力压降迅速增大，降低了空调滤芯的使用寿命和过滤性能，进而影响汽车、火车等机车内部以及其他室内空间的空气质量。由于在高效空气过滤领域，滤料清灰周期长，所以，不仅要求过滤材料具有较高的效率，而且要有较大的容尘量。因此，如何制备一种过滤效率高、容尘能力强、高流量、低阻力的过滤材料是本领域有待解决的技术问题。
技术实现思路
本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。鉴于上述的技术缺陷，提出了本专利技术。因此，作为本专利技术其中一个方面，本专利技术克服现有技术中存在的不足，提供一种静电纺PAN/竹炭粉纳米纤维膜过滤材料的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术提供了如下技术方案：一种静电纺PAN/竹炭粉纳米纤维膜过滤材料的制备方法，其包括，配制聚丙烯腈溶液：将聚丙烯腈溶于N,N-二甲基甲酰胺，配制聚丙烯腈溶液；配制聚丙烯腈竹炭溶液：在所述聚丙烯腈溶液中加入竹炭粉，搅拌，配制成聚丙烯腈竹炭溶液；静电纺丝：采用静电纺丝的方式，将所述聚丙烯腈溶液制备成聚丙烯腈纳米纤维膜、将所述聚丙烯腈竹炭溶液制备成含竹炭的聚丙烯腈纳米纤维膜；制备纳米纤维膜过滤材料：制备由丙纶无纺布、聚丙烯腈纳米纤维膜、含竹炭的聚丙烯腈纳米纤维膜、聚丙烯腈纳米纤维膜、丙纶无纺布的多层结构组成的过滤材料。作为本专利技术所述的静电纺PAN/竹炭粉纳米纤维膜过滤材料的制备方法的一种优选方案：所述配制聚丙烯腈溶液，包括将每6g聚丙烯腈粉末加入到44ml的N,N-二甲基甲酰胺溶剂中，加热搅拌60min直至完全溶解，室温下自然冷却2h。作为本专利技术所述的静电纺PAN/竹炭粉纳米纤维膜过滤材料的制备方法的一种优选方案：所述配制聚丙烯腈竹炭溶液，其特征在于：包括在所述聚丙烯腈溶液中加入0.15～1g的竹炭粉，在磁力搅拌器上搅拌3小时，配制成聚丙烯腈竹炭溶液。作为本专利技术所述的静电纺PAN/竹炭粉纳米纤维膜过滤材料的制备方法的一种优选方案：所述静电纺丝，其正压为15KV，负压为5KV，接收距离为30cm，喂液量为0.588ml/h。作为本专利技术所述的静电纺PAN/竹炭粉纳米纤维膜过滤材料的制备方法的一种优选方案：所述静电纺丝，总纺丝时间为60min。作为本专利技术所述的静电纺PAN/竹炭粉纳米纤维膜过滤材料的制备方法的一种优选方案：所述静电纺丝，静电纺丝针头规格为内径0.41mm、外径0.71mm、长度6.5mm。作为本专利技术所述的静电纺PAN/竹炭粉纳米纤维膜过滤材料的制备方法的一种优选方案：所述制备纳米纤维膜过滤材料，包括使用热压粘合制备纳米纤维膜过滤材料，所述热压粘合，采用平板硫化机，压力设置为10MPa、温度为228～230℃。作为本专利技术所述的静电纺PAN/竹炭粉纳米纤维膜过滤材料的制备方法的一种优选方案：所述将聚丙烯腈竹炭溶液制备成含竹炭的聚丙烯腈纳米纤维膜，其中，所述聚丙烯腈竹炭溶液为在所述聚丙烯腈溶液中加入1g的竹炭粉，配制成聚丙烯腈竹炭溶液。作为本专利技术的另一个方面，本专利技术克服现有技术中存在的不足，提供所述的制备方法制得的静电纺PAN/竹炭粉纳米纤维膜过滤材料。为解决上述技术问题，本专利技术提供了如下技术方案：所述的制备方法制得的静电纺PAN/竹炭粉纳米纤维膜过滤材料，其中：所述纳米纤维膜过滤材料流量达到84.6L/min，阻力为1297.6Pa，过滤效率超过99％。本专利技术的有益效果：本专利技术制备的PP无纺布+PAN纳米纤维膜+含1g竹炭的PAN纳米纤维膜+PAN纳米纤维膜+PP无纺布结构的纳米过滤材料，其纤维细度小，同时具有低阻力、高流量、低穿透力、高过滤效率的特点，符合目前追求的过滤材料的性能。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：图1为不同含量的竹炭粉喷出的试样及微观图。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施例对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本专利技术至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。实施例1：配制溶液：先量取44ml的DMF(密度＝0.945-950g/ml)溶剂置于烧杯中，聚丙烯腈(PAN)粉末6g加入到溶剂中，将烧杯放置到电力搅拌器上用玻璃棒搅拌并对其进行加热60min直至完全溶解，然后放室温20℃条件下自然冷却2h后取出待用，搅拌完成后的溶液为无色透明状；分别加入不同含量的竹炭粉0g、0.15g、0.5g、1g，配制成PAN竹炭溶液，并在磁力搅拌器上搅拌3小时；静电纺丝：使用静电纺丝机SH-01，静电纺丝针头规格：选择内径0.41mm、外径0.71mm、长度6.5mm，将配好的溶液在正压为15KV，负压为5KV，接收距离为30cm，喂液量为0.588ml/h，分别将不同含量的PAN竹炭溶液喷至PP熔喷无纺布，分别制成纯PAN纳米纤维膜、含0.15g竹炭的PAN纳米纤维膜、含0.5g竹炭的PAN纳米纤维膜、含1.0g竹炭的PAN纳米纤维膜。先在低倍显微镜下观察，然后在SEM扫描电子显微镜下观察，分别记录下观察到的纤维形态，如图1所示，图1为不同含量的竹炭粉喷出的试样及微观图。用IPP软件测试相同放大倍数的SEM电镜下的不同竹炭含量的PAN纳米纤维的细度，每个SEM图测试100个数据求平均值，测试结果如表1所示：表1不同竹炭含量的PAN纳米纤维细度通过分析SEM电子显微镜下的纤维的形貌(图1)和细度，测试同一放大倍数下不同竹炭含量的PAN纳米纤维的纤维细度，从测试值和形貌可知：利用1g竹炭含量的PAN溶液喷出的纳米纤维细度较细且均匀，这是由于1g竹炭含量的PAN溶液导电性最好，电场力相对较大。本专利技术研究发现，竹炭含量为1g的上述PAN溶液喷出的纳米纤维细度最细。而当PAN溶液中的竹炭含量过高时，会造成溶液粘度过高，粘度是影响纺丝的重要因素之一，喷出的无纺布的质量也和粘度直接相关，所以保持溶液的合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种静电纺PAN/竹炭粉纳米纤维膜过滤材料的制备方法，其特征在于：包括，配制聚丙烯腈溶液：将聚丙烯腈溶于N,N‑二甲基甲酰胺，配制聚丙烯腈溶液；配制聚丙烯腈竹炭溶液：在所述聚丙烯腈溶液中加入竹炭粉，搅拌，配制成聚丙烯腈竹炭溶液；静电纺丝：采用静电纺丝的方式，将所述聚丙烯腈溶液制备成聚丙烯腈纳米纤维膜、将所述聚丙烯腈竹炭溶液制备成含竹炭的聚丙烯腈纳米纤维膜；制备纳米纤维膜过滤材料：制备由丙纶无纺布、聚丙烯腈纳米纤维膜、含竹炭的聚丙烯腈纳米纤维膜、聚丙烯腈纳米纤维膜、丙纶无纺布的多层结构组成的过滤材料。

【技术特征摘要】
1.一种静电纺PAN/竹炭粉纳米纤维膜过滤材料的制备方法，其特征在于：包括，配制聚丙烯腈溶液：将聚丙烯腈溶于N,N-二甲基甲酰胺，配制聚丙烯腈溶液；配制聚丙烯腈竹炭溶液：在所述聚丙烯腈溶液中加入竹炭粉，搅拌，配制成聚丙烯腈竹炭溶液；静电纺丝：采用静电纺丝的方式，将所述聚丙烯腈溶液制备成聚丙烯腈纳米纤维膜、将所述聚丙烯腈竹炭溶液制备成含竹炭的聚丙烯腈纳米纤维膜；制备纳米纤维膜过滤材料：制备由丙纶无纺布、聚丙烯腈纳米纤维膜、含竹炭的聚丙烯腈纳米纤维膜、聚丙烯腈纳米纤维膜、丙纶无纺布的多层结构组成的过滤材料。2.如权利要求1所述的静电纺PAN/竹炭粉纳米纤维膜过滤材料的制备方法，其特征在于：所述配制聚丙烯腈溶液，包括将每6g聚丙烯腈粉末加入到44ml的N,N-二甲基甲酰胺溶剂中，加热搅拌60min直至完全溶解，室温下自然冷却2h。3.如权利要求2所述的静电纺PAN/竹炭粉纳米纤维膜过滤材料的制备方法，其特征在于：所述配制聚丙烯腈竹炭溶液，其特征在于：包括在所述聚丙烯腈溶液中加入0.15～1g的竹炭粉，在磁力搅拌器上搅拌3小时，配制成聚丙烯腈竹炭溶液。4.如权利要求1～3任一所述的静电纺PAN/竹炭粉纳米纤维膜过滤材料的制备方法，其特征在于：...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭岭岭，林洪芹，陆振乾，崔红，高大伟，王春霞，王涛，张婉，
申请(专利权)人：盐城工学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32