PVDF-PSU復(fù)合抗菌納米纖維空氣過濾材料的制備及其在口罩中的應(yīng)用研究.pdf

1、近年來，我國的工業(yè)化發(fā)展迅速，城鎮(zhèn)化速度不斷加快，各種污染問題紛至沓來，其中空氣污染己成為當(dāng)下環(huán)境污染的一個主要問題。工廠廢氣、汽車尾氣、建筑粉塵、居民生活等排放了大量的煙塵顆粒，而這些顆粒物也為細菌提供了生長繁殖的載體。這些不單單會嚴重威脅人們的身體健康，同時也會對自然氣候產(chǎn)生不良影響，破壞動物、植物賴以生存的自然環(huán)境。2014年1月4日，國家減災(zāi)辦、民政部通報2013年自然災(zāi)情，首次將霧霾天氣納入。因此，設(shè)計和制備出能有效阻擋空氣中

2、細微粉塵顆粒物并具有優(yōu)良抗菌性能的口罩濾布材料是擺在人類面前的、關(guān)乎人類身體健康的重大課題。
　　對于尺寸在微米級以上的顆粒，傳統(tǒng)非織造口罩濾布可以具有較好的過濾性能，但對于尺寸在亞微米甚至納米級的顆粒物質(zhì)或細菌，傳統(tǒng)非織造口罩濾布對其過濾性能較差，而且具有抗菌功能化的空氣過濾材料更是少之又少。本課題主要釆用靜電紡絲技術(shù)，先以聚偏氟乙烯(PVDF)為原料，N，N-二甲基甲酰胺(DMF)為溶劑，制備出了不同濃度下的PVDF納米纖維膜

3、，并采用掃描電鏡、LZC-H過濾性能測試臺、強力拉伸儀等觀察PVDF纖維膜的結(jié)構(gòu)形貌并表征其應(yīng)用性能，綜合以上性能，確定了PVDF的濃度15wt％;其次，為了增強PVDF纖維膜的強力、降低PVDF纖維膜的堆積密度，引入了聚砜(PSU)納米纖維，使得PVDF/PSU纖維之間穿插糾纏，從而大大提高了纖維膜的力學(xué)性能，降低了纖維膜的堆積密度，并通過調(diào)整兩種聚合物層合比例及噴頭的比例對纖維膜的力學(xué)性能以及過濾性能進行了綜合衡量，確定了PVDF/

4、PSU纖維膜的噴頭比例為1/4；最后為了使PVDF/PSU纖維膜具有抗菌性，加入了一種有機抗菌劑SCJ-891，通過調(diào)整SCJ-891的濃度，制備出了具有優(yōu)異的抗菌性能的PVDF/PSU復(fù)合納米纖維微孔膜，并對其過濾性能、拉伸性能和抗菌性能等進行表征。實驗結(jié)果表明:當(dāng)SCJ-891的水溶液濃度達到5%時，處理后的PVDF/PSU纖維膜的過濾效率和壓阻分別為99.948%和33Pa，對金黃色葡萄球菌的抑菌率達到99%以上，具有良好的抗菌效

5、果。
　　人們在使用過程中對濾材的要求不同，因此我們選擇不同克重的纖維膜來滿足實際過濾效率和阻力壓降的需求。當(dāng)纖維膜克重約為20g/m2左右、空氣流量為32L/min時，對空氣當(dāng)量直徑在0.3微米左右的氯化鈉氣溶膠顆粒的過濾效率達到99.948%，壓阻僅為34Pa。在纖維膜的克重確定后，我們研究了不同的測試風(fēng)速對纖維膜過濾性能與壓阻的影響，當(dāng)風(fēng)速由10L/min逐漸升高到90L/min時，過濾氯化鈉氣溶膠顆粒效率從99.995%下