孔径差别化错层复合PI电纺膜的制备及空气过滤性能

为了开发工业高温气体过滤材料,对合成聚酰亚胺(PI)的前驱体聚酰胺酸(PAA)溶液进行静电纺丝,通过单因子实验探寻工艺参数对电纺膜中纤维直径的影响规律,再通过正交实验得出两组纤维直径差异较大的较佳电纺工艺参数,用以制备平均直径相差约50 nm、孔径相差约132 nm的两组PAA电纺膜,采用这两组参数制备孔径差别化错层复合电纺膜,再经过热亚胺化处理得到PI电纺膜,并对其进行热稳定性和过滤性能分析。结果表明:采用纺丝液质量分数14%、纺丝电压26 kV、接收距离17 cm、喂液速率1.0 m L/h和纺丝液质量分数15%、纺丝电压26 kV、接收距离16 cm、喂液速率0.6 mL/h的两组参数分别纺丝2.5 h得到的孔径差别化错层复合PI电纺膜的孔径控制在1μm以下,在气体流速为85 L/min条件下最佳过滤效率为99.492%,过滤阻力为114 Pa,初始分解温度为519℃。这说明所得的PI纳米纤维膜具有优良的热学性能,满足国标关于高温气体过滤性能的要求,具有在高温环境下工作的潜力。