專利名稱：一種纖維素納/微米纖維非織造復(fù)合過濾材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于非織造材料領(lǐng)域，具體涉及一種纖維素納/微米纖維非織造復(fù)合過濾材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)織物濾料中應(yīng)用較多的是機(jī)織物濾料，針織物濾料、三向織物濾料和編辮織物濾料等。機(jī)織物濾料是以合股加捻的經(jīng)緯紗線用織機(jī)交織而成。由于經(jīng)緯紗線都經(jīng)過加捻，所以紗線本身和交織點(diǎn)的密度都比較大，過濾物幾乎只能從經(jīng)緯線間的空隙通過。一般機(jī)織過濾材料的孔隙率只有30% 40%，而且是直通的。傳統(tǒng)濾材的生產(chǎn)工藝流程長，生成產(chǎn)品的速度慢，過濾主要通過經(jīng)紗與緯紗的孔隙進(jìn)行，與非織造濾料相比，在同樣濾速情況下，濾料本身的阻力大；織造濾料只有在形成粉塵層后，才能阻擋較小顆粒物，在濾料未 形成粉塵層、濾層清灰后或其他原因使粉塵層遭到破壞時(shí)，捕塵率明顯下降。目前，空氣過濾材料使用較多的是非織造材料，相比傳統(tǒng)織物濾料，非織造材料孔隙率較高、過濾效率更高。現(xiàn)在使用的非織造空氣過濾材料一般是針刺纖維氈和紡粘非織造材料。這兩種過濾材料的缺點(diǎn)是過濾的精度不高、過濾的初始阻力較大。所以，面對日益嚴(yán)重的污染以及傳統(tǒng)織物濾材的無法滿足越來越高的過濾要求等問題，開發(fā)新型過濾精度高、應(yīng)用性廣的過濾材料成為了迫切的需要。目前，靜電紡絲工藝是制備納米纖維最有效、最快捷的方法，其制備的纖維直徑可以低于100納米，可以應(yīng)用于各種對過濾精度要求較高的領(lǐng)域。如作為空氣過濾材料，能夠過濾直徑O. 3微米以下的顆粒并具有99. 97%以上的過濾效率；作為離子交換過濾材料，由于納米纖維離子交換體具有較大的接觸效率和較大的比表面積、孔隙率和毛細(xì)效應(yīng)，使其具有溶脹特性，離子交換率高，速度快。本發(fā)明從材料設(shè)計(jì)的角度出發(fā)，采用復(fù)合工藝，制備出一種纖維素納/微米纖維非織造復(fù)合過濾材料，該非織造復(fù)合過濾材料，具用過濾精度高、應(yīng)用面廣、力學(xué)強(qiáng)度大的優(yōu)點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種纖維素納/微米纖維非織造復(fù)合過濾材料，及該非織造復(fù)合過濾材料的制備方法。該方法在纖維素纖維氈上通過靜電紡絲復(fù)合形成具有納/微米纖維結(jié)構(gòu)的非織造復(fù)合過濾材料。本發(fā)明制備的纖維素納/微米纖維非織造復(fù)合過濾材料具有過濾精度高、應(yīng)用面廣、力學(xué)強(qiáng)度大的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明所述的一種纖維素納/微米纖維非織造復(fù)合過濾材料采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)I)在室溫下將分子量為20 60萬的木漿纖維素溶解于溶劑中，配制成體積質(zhì)量分?jǐn)?shù)(g/L)為I. O 5. 0%的溶液，磁力攪拌4小時(shí)，獲得纖維素溶液；2)將纖維素溶液加入到注射器中，并將其固定在注射泵上，距針頭一定距離處垂直放置接地的鋁箔，在鋁箔上平行放置一定定量的非織造布進(jìn)行接受。高壓靜電調(diào)節(jié)范圍10-30kV，注射泵流速O. 5mL/h 2mL/h，接受距離10_20cm，紡絲時(shí)間6_24h ；3)靜電紡絲結(jié)束后，將非織造布放入含質(zhì)量分?jǐn)?shù)為I %戊二醛的水溶液中，室溫下浸泡4-10小時(shí)后取出用去離子水反復(fù)沖洗，室溫下徹底干燥。本發(fā)明的有益效果是I.以纖維素為基材，制備出了一種纖維素納/微米纖維非織造復(fù)合過濾材料，該非織造復(fù)合過濾材料具用過濾精度高、應(yīng)用面廣、力學(xué)強(qiáng)度大的優(yōu)點(diǎn)。2.纖維素是地球上分布最廣、產(chǎn)量最大的天然高分子材料，具有無污染、可持續(xù)等優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合具體的實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說明實(shí)施例I在室溫下將一定分子量為20萬的纖維素溶解于三氟乙酸中，配置成體積質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的溶液，磁力攪拌4小時(shí)后過濾，獲得纖維素溶液；將纖維素溶液加入到注射器中，并將其固定在注射泵上，距針頭一定距離處垂直放置接地的鋁箔，在鋁箔上平行放置定量為150g/m2的纖維素非織造布進(jìn)行接受。施加高壓靜電10kV，注射泵流速I mL/h，接受距離15cm，紡絲時(shí)間6h ;靜電紡絲結(jié)束后，將非織造布放入含質(zhì)量分?jǐn)?shù)為I %戊二醛的水溶液中，室溫下浸泡4小時(shí)后取出用去離子水反復(fù)沖洗，室溫下徹底干燥。實(shí)施例2在室溫下將一定分子量為30萬的纖維素溶解于質(zhì)量比為92 8的N，N- 二甲基乙酰胺/氯化鋰中，配置成體積質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0%的溶液，過濾后獲得纖維素溶液；將纖維素溶液加入到注射器中，并將其固定在注射泵上，距針頭一定距離處垂直放置接地的鋁箔，在鋁箔上平行放置定量為200g/m2的纖維素(粘膠纖維)非織造布進(jìn)行接受。施加高壓靜電15kV，注射泵流速O. 5mL/h，接受距離10cm，紡絲時(shí)間24h ;靜電紡絲結(jié)束后，將非織造布放入含質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%戊二醛的水溶液中，室溫下浸泡6小時(shí)后取出用去離子水反復(fù)沖洗，室溫下徹底干燥。實(shí)施例3在室溫下將一定分子量為40萬的纖維素溶解于甲基氧化嗎琳中，配置成體積質(zhì)量分?jǐn)?shù)為O. 2%的溶液，過濾后獲得纖維素溶液；將纖維素溶液加入到注射器中，并將其固定在注射泵上，距針頭一定距離處垂直放置接地的鋁箔，在鋁箔上平行放置定量為100g/m2的纖維素非織造布進(jìn)行接受。施加高壓靜電20kV，注射泵流速2mL/h，接受距離20cm，紡絲時(shí)間12h ;靜電紡絲結(jié)束后，將非織造布放入含質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%戊二醛的水溶液中，室溫下浸泡6小時(shí)后取出用去離子水反復(fù)沖洗，室溫下徹底干燥。實(shí)施例4在室溫下將一定分子量為60萬的纖維素溶解于三氟乙酸中，配置成體積質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的溶液，過濾后獲得纖維素溶液；將纖維素溶液加入到注射器中，并將其固定在注射泵上，距針頭一定距離處垂直放置接地的鋁箔，在鋁箔上平行放置定量為250g/m2的纖維素非織造布進(jìn)行接受。施加高壓靜電30kV，注射泵流速I. 5mL/h，接受距離15cm，紡絲時(shí)間24h ;靜電紡絲結(jié)束后，將非織造布放入含質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%戊二醛的水溶液中，室溫下浸泡10小時(shí)后取出用去離子水反復(fù)沖洗，室溫下徹底干燥?！?br> 權(quán)利要求
1.一種纖維素納/微米纖維非織造復(fù)合過濾材料的制備方法.其特征是它包括下列步驟 (1)在室溫下將分子量為20-60萬的纖維素溶解于溶劑中配置成體積質(zhì)量分?jǐn)?shù)(g/L)為I. 0% -5. 0%的溶液,至充分溶解后過濾,獲得纖維素溶液； (2)將纖維素溶液加入到注射器中，并將其固定在注射泵上，距針頭一定距離處垂直放置接地的鋁箔，在鋁箔上平行放置一定定量的非織造布進(jìn)行接受；高壓靜電調(diào)節(jié)范圍10-30kV, 注射泵流速O. 5mL/h 2mL/h,接受距離10_20cm,紡絲時(shí)間6_24h ； (3)靜電紡絲結(jié)束后，將非織造布放入含質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%戊二醛的水溶液中，室溫下浸泡4-10小時(shí)后取出用去離子水反復(fù)沖洗,室溫下徹底干燥。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種纖維素納/微米纖維非織造復(fù)合材料的制備方法，其特征是所述的溶劑是N，N- 二甲基乙酰胺/氯化鋰、甲基氧化嗎琳或三氟乙酸。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種纖維素納/微米纖維非織造復(fù)合材料的制備方法，其特征是所述的非織造布是定量為100 250g/m2的纖維素纖維非織造布。
全文摘要
本發(fā)明涉及了一種纖維素納/微米纖維非織造復(fù)合過濾材料及其制備方法，所述制備方法采用下述步驟將纖維素溶解在溶劑中，配置成一定濃度的纖維素溶液；將纖維素溶液加入到注射器中，并將其固定在注射泵上，距針頭一定距離處垂直放置接地的鋁箔，在鋁箔上平行放置一定定量的非織造布進(jìn)行接受。高壓靜電調(diào)節(jié)范圍10-30kV，注射泵流速0.5mL/h～2mL/h，接受距離10-20cm，紡絲時(shí)間6-24h；靜電紡絲結(jié)束后，將非織造布放入含質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1％戊二醛的水溶液中，室溫下浸泡4-10小時(shí)后取出用去離子水反復(fù)沖洗，室溫下徹底干燥，得到纖維素納/微米纖維非織造復(fù)合過濾材料。本發(fā)明所述的纖維素納/微米纖維非織造復(fù)合過濾材料具有過濾精度高、應(yīng)用面廣、力學(xué)強(qiáng)度大的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號B01D39/18GK102908829SQ20121046702
公開日2013年2月6日 申請日期2012年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月20日
發(fā)明者蔡志江, 高陽, 王俊南, 李納川, 夏建文, 郝俊強(qiáng), 佘衛(wèi)軍, 胡銳 申請人:天津工業(yè)大學(xué)