【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及空气过滤材料制备领域，具体为一种醋酸纤维素/聚偏氟乙烯复合驻极体空气过滤材料及制备方法。
技术介绍
1、传统的空气过滤材料主要依靠机械拦截(惯性冲击、拦截、扩散、重力沉积)达到过滤的目的。机械拦截对于尺寸较大的颗粒物(＞3mm)有较好的过滤效果，对于尺寸更小的颗粒物如：花粉、细菌、微生物以及携带病毒的气溶胶等过滤效果差。为了提高小尺寸颗粒物的过滤效果，大多过滤材料采用夯实致密或加厚的结构，但是理想的空气过滤材料应该是同时具备高过滤效率与低空气阻力，因此这样极大地增加了空气阻力，导致产品透气性差，给使用者带来不适。
2、为了有效过滤小尺寸颗粒物并且保持低的过滤阻力，技术人员提出将静电作用应用于过滤材料，即驻极体过滤材料。驻极是在一定的外界条件作用下，使电介质材料带上电荷，并使其具有长期存储电荷的能力，在无外电场条件下自身也能产生静电力，被驻极处理的材料则被称为驻极体。驻极体过滤材料对小尺寸颗粒物的过滤机理如下：对于呈正(负)电性的颗粒物，驻极体过滤材料通过库伦作用力排斥(吸引)颗粒物达到过滤效果；对于电中性的颗粒物，当其靠近过滤材料会先被材料所携带的电场极化，再通过库伦作用将其捕获。
3、现有的常用的驻极体空气过滤材料多为聚合物，例如：聚四氟乙烯(ptfe)、聚偏氟乙烯(pvdf)、聚丙烯(pp)等。这些聚合物材料降解困难，在环境中降解可能需要400～500年时间，并且降解后的塑料碎片会随着食物链进入到人类体内，有严重的安全隐患。醋酸纤维素(ca)是一种纤维素衍生物，具有成本低、韧性好、光泽度
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种醋酸纤维素/聚偏氟乙烯复合驻极体空气过滤材料及制备方法，可以实现小尺寸颗粒物高效低阻的过滤效果，且减轻了环境污染，具有很好的应用前景。
2、本专利技术是通过以下技术方案来实现：
3、一种醋酸纤维素/聚偏氟乙烯复合驻极体空气过滤材料的制备方法，包括如下步骤：
4、s1，按(0.2～0.8)：(0.2～0.8)的质量比，将醋酸纤维素粉末和聚偏氟乙烯粉末溶解在n,n-二甲基乙酰胺和丙酮组成的混合溶剂中，得到纺丝液；
5、s2，将纺丝液在15～20kv的电压和30％～40％的环境相对湿度下进行静电纺丝，之后干燥，得到醋酸纤维素/聚偏氟乙烯复合纳米纤维膜；
6、s3，将醋酸纤维素/聚偏氟乙烯复合纳米纤维膜在电晕充电装置中以20～30kv的电压进行充电，得到醋酸纤维素/聚偏氟乙烯复合驻极体空气过滤材料。
7、优选的，s1所述的混合溶剂中，n,n-二甲基乙酰胺和丙酮的质量比为1:1。
8、进一步，s1所述醋酸纤维素粉末和聚偏氟乙烯粉末总质量为混合溶剂的1/9。
9、优选的，s1将醋酸纤维素粉末和聚偏氟乙烯粉末在n,n-二甲基乙酰胺和丙酮组成的混合溶剂中室温搅拌6～7h，得到纺丝液。
10、优选的，s2中所述的静电纺丝在25～30℃的温度下进行。
11、优选的，s2将纺丝液装入到配有金属针头的注射针管中，静电纺丝时的流速为0.01～0.02ml/min，金属针头到负电极中心的距离为15～20cm。
12、进一步，s2所述的静电纺丝进行0.75～1.25h。
13、优选的，s2所述的干燥为真空干燥，在55～65℃下进行2.5～3.5h。
14、优选的，s3将醋酸纤维素/聚偏氟乙烯复合纳米纤维膜放置在电晕充电装置的铜板上，醋酸纤维素/聚偏氟乙烯复合纳米纤维膜与电晕充电装置的放电尖端垂直距离为4～6cm，充电进行4～6min。
15、一种由上述任意一项所述的醋酸纤维素/聚偏氟乙烯复合驻极体空气过滤材料的制备方法得到的醋酸纤维素/聚偏氟乙烯复合驻极体空气过滤材料。
16、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：
17、本专利技术一种醋酸纤维素/聚偏氟乙烯复合驻极体空气过滤材料的制备方法，聚偏氟乙烯(pvdf)作为一种多晶型聚合物(α相、β相、γ相)，可以在机械拉伸、电场力的作用下得到更多的高极性β相，偶极矩可高达9.6d，具有较好的驻极效果。选用醋酸纤维素与聚偏氟乙烯制备复合纤维素驻极体空气过滤材料，相当于用醋酸纤维素代替一部分传统驻极体空气过滤材料中的不可降解的物质，可以实现小尺寸颗粒物高效低阻的过滤效果，有利于生物降解，减轻了环境污染，具有很好的应用前景。同时，静电纺丝与电晕充电两种驻极方式同时作用于复合膜，提高了驻极体空气过滤材料的过滤效果与长期使用稳定性。
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1.一种醋酸纤维素/聚偏氟乙烯复合驻极体空气过滤材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的醋酸纤维素/聚偏氟乙烯复合驻极体空气过滤材料的制备方法，其特征在于，S1所述的混合溶剂中，N,N-二甲基乙酰胺和丙酮的质量比为1:1。
3.根据权利要求2所述的醋酸纤维素/聚偏氟乙烯复合驻极体空气过滤材料的制备方法，其特征在于，S1所述醋酸纤维素粉末和聚偏氟乙烯粉末总质量为混合溶剂的1/9。
4.根据权利要求1所述的醋酸纤维素/聚偏氟乙烯复合驻极体空气过滤材料的制备方法，其特征在于，S1将醋酸纤维素粉末和聚偏氟乙烯粉末在N,N-二甲基乙酰胺和丙酮组成的混合溶剂中室温搅拌6～7h，得到纺丝液。
5.根据权利要求1所述的醋酸纤维素/聚偏氟乙烯复合驻极体空气过滤材料的制备方法，其特征在于，S2中所述的静电纺丝在25～30℃的温度下进行。
6.根据权利要求5所述的醋酸纤维素/聚偏氟乙烯复合驻极体空气过滤材料的制备方法，其特征在于，S2将纺丝液装入到配有金属针头的注射针管中，静电纺丝时的流速为0.01～0.02ml/
7.根据权利要求6所述的醋酸纤维素/聚偏氟乙烯复合驻极体空气过滤材料的制备方法，其特征在于，S2所述的静电纺丝进行0.75～1.25h。
8.根据权利要求1所述的醋酸纤维素/聚偏氟乙烯复合驻极体空气过滤材料的制备方法，其特征在于，S2所述的干燥为真空干燥，在55～65℃下进行2.5～3.5h。
9.根据权利要求1所述的醋酸纤维素/聚偏氟乙烯复合驻极体空气过滤材料的制备方法，其特征在于，S3将醋酸纤维素/聚偏氟乙烯复合纳米纤维膜放置在电晕充电装置的铜板上，醋酸纤维素/聚偏氟乙烯复合纳米纤维膜与电晕充电装置的放电尖端垂直距离为4～6cm，充电进行4～6min。
10.一种由权利要求1～9中任意一项所述的醋酸纤维素/聚偏氟乙烯复合驻极体空气过滤材料的制备方法得到的醋酸纤维素/聚偏氟乙烯复合驻极体空气过滤材料。
...【技术特征摘要】
1.一种醋酸纤维素/聚偏氟乙烯复合驻极体空气过滤材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的醋酸纤维素/聚偏氟乙烯复合驻极体空气过滤材料的制备方法，其特征在于，s1所述的混合溶剂中，n,n-二甲基乙酰胺和丙酮的质量比为1:1。
3.根据权利要求2所述的醋酸纤维素/聚偏氟乙烯复合驻极体空气过滤材料的制备方法，其特征在于，s1所述醋酸纤维素粉末和聚偏氟乙烯粉末总质量为混合溶剂的1/9。
4.根据权利要求1所述的醋酸纤维素/聚偏氟乙烯复合驻极体空气过滤材料的制备方法，其特征在于，s1将醋酸纤维素粉末和聚偏氟乙烯粉末在n,n-二甲基乙酰胺和丙酮组成的混合溶剂中室温搅拌6～7h，得到纺丝液。
5.根据权利要求1所述的醋酸纤维素/聚偏氟乙烯复合驻极体空气过滤材料的制备方法，其特征在于，s2中所述的静电纺丝在25～30℃的温度下进行。
6.根据权利要求5所述的醋酸纤维素/聚偏氟乙烯复合驻极体空气过滤材料的制备方法，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：闫宁，高婷，陆赵情，李志巧，刘瑞欣，宁逗逗，张馨仪，董佳玥，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：
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