熔喷聚乳酸/聚偏氟乙烯电晕驻极空气过滤材料电荷存储与过滤性能相关性研究

针对空气颗粒物污染问题,为实现对空气中PM 2.5以及其它有害颗粒物的高效过滤,从而达到保护人体生命健康的目的,将介电性与极性良好的聚偏氟乙烯(PVDF)与生物可降解的聚乳酸(PLA)熔融共混,并经过熔喷纺丝工艺结合电晕驻极,制备出具有纤维直径细、孔径小、过滤效率高、过滤阻力低的环境友好型驻极体空气过滤材料。通过系统研究PVDF对PLA电晕驻极体空气过滤材料的结晶行为、电荷存储性能及其机制与过滤性能之间的关系,发现PVDF的引入对PLA/PVDF熔喷非织造布纤维的结晶性能具有重要影响,可使PLA结晶速度加快,结晶度增加。PLA/PVDF电晕驻极熔喷布的初始表面静电势高达3 kV以上,热刺激放电测试峰值更高,电荷存储量有明显提升。特别地,在85 L/min纺丝流速下测试,PLA/PVDF单层电晕驻极熔喷非织造布过滤性可达85%,过滤阻力小于40 Pa,相较于未添加PVDF的电晕驻极熔喷非织造布过滤效率提升20%以上;探讨了电晕驻极后PLA/PVDF熔喷非织造布的电荷存储机制,发现PLA/PVDF熔喷非织造布的电荷存储性能提升最终使过滤性能提高。

电晕驻极针刺毡滤袋表面静电势特征及过滤性能

袋式除尘器用针刺毡滤袋经电晕驻极后其表面初始静电势分布及其衰减特性尚不清晰,从而限制了该技术在工业除尘领域的实际应用.利用自制单针-板电极负直流高压电晕驻极装置对针刺毡滤袋进行电晕驻极处理,将滤袋表面网格化细分为驻极核心区域、中间区域及边缘区域,分别探究不同驻极电压、驻极温度、驻极时间和滤袋材质对各个区域内表面初始静电势及其衰减特性的影响规律.在此基础上,对最优驻极工艺条件下得到的驻极针刺毡滤袋过滤性能进行评估.结果表明:即使对于同一滤袋,不同驻极区域内表面初始静电势及其衰减规律随驻极电压、驻极温度及驻极时间的变化规律也各不相同.当滤袋表面电荷密度达到饱和状态时,进一步升高驻极电压反而会降低其核心区域内表面初始静电势;驻极时间主要影响核心区域内表面初始静电势,对于非核心区域内初始表面静电势几乎没有影响;提升驻极温度可显著提高非核心区域内表面初始静电势;表面初始静电势越小、驻极温度越低、驻极时间越长均能有效降低电晕驻极针刺毡滤袋表面静电势衰减速度.电晕驻极处理使得针刺毡滤袋对于0.3及0.5μm颗粒物捕集效率提升显著,提升幅度高达28.79%及18.14%,同时其压差几乎保持不变.

电晕驻极材料的电流变响应研究

在常温下进行正负电晕驻极处理后的材料配制成电流变液，通过实验研究发现，电晕驻极并没能增强其电流变效应的强度，我们的结论是常温电晕驻极对增强材料的电流变活性几乎没有任何作用，优良的驻极体不会是好的电流变材料。

电晕驻极熔喷聚丙烯驻极体非织造布的电荷捕获特性

针对不同驻极条件下获得的熔喷聚丙烯驻极体非织造布的过滤性能存在差异,以及使用环境对其电荷存储稳定性的影响机制尚不清楚的问题,采用热刺激放电和表面电位分布测量技术,研究了驻极条件与材料电荷存储性能的相关性,考察了水和酒精熏蒸对材料的电荷存储稳定性的影响。结果表明:正、负电荷的陷阱能级相近,但正电晕驻极非织造布的过滤性能优于负电晕驻极;表面电位高低不能准确反映非织造布过滤性能的优劣;水熏蒸后非织造布的过滤效率变化很小,酒精熏蒸后其过滤效率衰减至与未驻极样品相同。该研究结果可为熔喷聚丙烯驻极体非织造布材料的生产及其在高湿度和医用环境下的使用提供参考。

新型聚四氟乙烯体材料双面驻极结构振动能量收集器（英文）

提出一种新型静电式振动能量收集器,该器件采用基于聚四氟乙烯体材料驻极体的双面电晕驻极结构,提高了薄膜驻极体静电式振动能量收集器的输出功率.在电晕驻极栅网电压为-700 V的条件下,体材料驻极体的上下表面分别获得了-564.0 V±83.1 V、-636.4 V±69.7 V的表面电位均值.采用组装方式制成器件,并在正弦激振条件下测试器件的输出性能.实验结果表明,在振动频率10 Hz、峰值加速度1.2g的条件下,器件输出峰值功率达到30μW,平均功率达到5.5μW,优于目前多数薄膜驻极体器件的性能,接近低功耗传感器的实际功率要求.

热黏合聚乙烯/聚丙烯双组分纺黏非织造材料性能及其过滤机制

为研究热黏合加固技术对双组分纺黏非织造材料结构和性能的影响,以聚乙烯(PE)为皮层组分、聚丙烯(PP)为芯层组分,采取热轧和热风2种热黏合方式制备了PE/PP皮芯型双组分纺黏非织造材料,借助扫描电子显微镜、自动滤料测试仪、孔径测试仪、渗水性测定仪等对2种方法制备的纺黏非织造材料的结构和性能进行测试与表征,并对造成过滤性能不同的原因进行理论分析,阐释纤维滤材的过滤机制。结果表明:随着面密度的增加,热轧黏合纺黏非织造材料的平均孔径逐渐减小,耐静水压逐渐增加,其中面密度为80 g/m^(2)时,平均孔径为25.74μm,耐静水压为3.14 kPa;热风黏合纺黏非织造材料在低阻力、高容尘、品质因数方面的表现均优于热轧黏合纺黏非织造材料,其中面密度为80 g/m^(2)时,以质量中值直径为0.26μm的NaCl气溶胶为过滤媒介,在32 L/min的测试流量下,电晕驻极后热风黏合纺黏非织造材料的过滤效率为76.62%,过滤阻力仅为15.85 Pa;纤维过滤材料的孔隙率越大其过滤阻力越小,容尘量越高。

水驻极熔喷非织造材料的制备与性能研究

口罩的核心功能层是熔喷非织造材料,为了满足高效低阻要求,需要对其进行电晕驻极和水驻极处理,但有关驻极机理方面的研究却鲜见报道,特别是水驻极。本文对比测试了电晕驻极和水驻极熔喷非织造材料的过滤效率和表面电荷分布,模拟了水驻极实验,并对水驻极机理进行了探索。结果发现,相对于电晕驻极,水驻极能显著提高熔喷非织造材料的过滤效率,尤其是低面密度熔喷材料;水的电导率越小,所得熔喷非织造材料的过滤效率越高;水驻极、电晕驻极熔喷非织造材料表面都能产生正负电荷,且呈随机分布。

梯度结构的PE/PP皮芯纤维空气滤料性能研究

以不同线密度的PE(聚乙烯)/PP(聚丙烯)皮芯纤维为原材料形成单层纤网,然后使用不同梯度结构将2～3层单层纤网叠合形成复合纤网,再对复合纤网进行热风黏合加固及电晕驻极处理得到PE/PP皮芯纤维空气滤料,并对其过滤性能、容尘量及静电衰减性能进行测试。结果显示:由主体成分为2.0 dtex PE/PP皮芯纤维的单层纤网作为上、下表层,主体成分为6.2 dtex PE/PP皮芯纤维的单层纤网作为中间层所形成的PE/PP皮芯纤维空气滤料的综合性能最优,包括良好的过滤效率和静电衰减性能及较低的过滤阻力,表明PE/PP皮芯纤维空气滤料具有良好的应用潜力。