本發(fā)明涉及工業(yè)除塵濾料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種改性芳綸納米纖維/聚苯硫醚纖維復(fù)合除塵濾料及制備方法。
背景技術(shù)：
我國(guó)當(dāng)前正處于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要轉(zhuǎn)型期，對(duì)于傳統(tǒng)高能耗、高污染行業(yè)帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題越來(lái)越重視。據(jù)有關(guān)部門(mén)統(tǒng)計(jì)，鋼鐵、水泥、冶金、化工、電力以及垃圾焚燒等高污染行業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的煙霧粉塵對(duì)人體健康危害巨大，所以對(duì)煙霧粉塵過(guò)濾材料的開(kāi)發(fā)研究顯得尤為重要。過(guò)濾材料按其使用溫度可分為常溫過(guò)濾材料（使用溫度低于150℃）、高溫過(guò)濾材料（使用溫度介于150～300℃之間）和超高溫過(guò)濾材料（使用溫度高于300℃）。過(guò)濾材料除滿足一定的使用條件(如強(qiáng)度、溫度、酸堿)外，過(guò)濾效率和壓降是2個(gè)最重要的考慮因素。
普通過(guò)濾材料因其自身性能的限制，對(duì)超微粒子(粒徑小于1μm)的過(guò)濾性能很難在高溫高效上得到兼顧，而這種超微粒子可直接穿透人體細(xì)胞，對(duì)環(huán)境和人體危害較常見(jiàn)粉塵更甚。聚苯硫醚纖維是一種新型高性能合成纖維，具有良好的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性、耐腐蝕性及電性能，制成的非織造布過(guò)濾材料通常纖維較粗，濾料之間孔隙較大，對(duì)于過(guò)濾超微粒子效果不佳，精細(xì)過(guò)濾效率較低，且在高溫使用時(shí)對(duì)氧化劑較為敏感，為此王成等人，采用高壓靜電紡絲技術(shù)制備芳綸納米纖維氈與聚苯硫醚針刺非織造布復(fù)合后形成高溫超過(guò)濾材料，然而由于納米芳綸在150℃附近存在熱失重過(guò)程，熱穩(wěn)定性差。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的就是提供一種改性芳綸納米纖維/聚苯硫醚纖維復(fù)合除塵濾料及制備方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：
一種改性芳綸納米纖維/聚苯硫醚纖維復(fù)合除塵濾料，其特征在于，采用高壓靜電紡絲技術(shù)制備芳綸/醋酸纖維素納米纖維與富勒烯改性聚苯硫醚纖維針刺非織造布形成高溫超過(guò)濾材料。
所述的芳綸/醋酸纖維素納米纖維的制備方法包括以下步驟：
（1）將一定質(zhì)量的licl加入到n，n-二甲基乙酰胺（dmac）中攪拌混勻制得dmac/licl溶液，備用；
（2）將間位芳綸纖維于120℃下真空干燥2h，浸漬于步驟（1）制得的dmac/licl溶液，在100℃恒溫下磁力攪拌混勻得質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的芳綸纖維溶液；
（3）將醋酸纖維素于120℃下真空干燥2h，浸漬于dmac溶液中，在100℃恒溫下磁力攪拌混勻得質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%醋酸纖維素溶液；
（4）將步驟（2）和步驟（3）按照質(zhì)量比2∶1在60℃下攪拌5h，直到溶液呈完全均勻狀態(tài)，靜置，脫泡24h，得紡絲溶液，靜電紡絲。
所述的步驟（1）中dmac/licl溶液中l(wèi)icl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%。
所述的步驟（4）中靜電紡絲條件為：可調(diào)電壓0-50kv，注射器針頭內(nèi)徑0.5mm，紡絲液流量1ml/h，鋁箔接收距離15cm，電壓22kv。
所述的富勒烯改性聚苯硫醚纖維的制備方法為：
（1）將富勒烯與聚苯硫醚加入到1-氯萘中，升溫至200-210℃，攪拌反應(yīng)1-2小時(shí)，負(fù)壓脫出1-氯萘，用甲醇洗滌至不含1-氯萘，在100℃下真空干燥24h，得聚苯硫醚/富勒烯復(fù)合材料；
（2）將上述的聚苯硫醚/富勒烯復(fù)合材料在300-310℃下加熱熔融，在柱塞式紡絲機(jī)上進(jìn)行熔融紡絲。
所述的富勒烯添加量為聚苯硫醚質(zhì)量的1.3-1.4%。
所述的一種改性芳綸納米纖維/聚苯硫醚纖維復(fù)合除塵濾料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
（1）將富勒烯改性聚苯硫醚纖維經(jīng)過(guò)開(kāi)松、梳理、鋪成纖維網(wǎng)，然后將纖維網(wǎng)通過(guò)刺針加固成非織造布；
（2）將芳綸/醋酸纖維素納米纖維經(jīng)過(guò)開(kāi)松、梳理、鋪成纖維網(wǎng)，然后將纖維網(wǎng)通過(guò)刺針加固成非織造布；
（3）以芳綸/醋酸纖維素納米纖維非織造布為骨架，上下兩個(gè)表面分別鋪疊富勒烯改性聚苯硫醚纖維非織造布，得復(fù)合濾料；
（4）將步驟（3）制得的復(fù)合濾料采用程序升溫工藝進(jìn)行熱定型處理：90℃處理5min，120℃處理3min，170℃處理2min；
（5）采用熱輥對(duì)步驟（4）熱定型處理后得到的復(fù)合濾料進(jìn)行熱軋?zhí)幚恚簾彳垳囟葹?20℃，熱軋時(shí)間為20s后得成品。
本發(fā)明有以下有益效果：本發(fā)明以dmac/licl為溶劑溶解間位芳綸纖維，以dmac溶液為溶劑溶解醋酸纖維素，將兩種溶液按照質(zhì)量比2∶1混合后，混合物之間發(fā)生新的相互作用生成氫鍵，提高了芳綸纖維的熱穩(wěn)定性，熱失重溫度升至250℃左右；本發(fā)明還通過(guò)溶液分散的方法將富勒烯均勻分散在聚苯硫醚基體中，相比傳統(tǒng)的機(jī)械混合，本發(fā)明分散方式更均勻，富勒烯不易團(tuán)聚，改善了聚苯硫醚纖維的抗氧化性能和力學(xué)性能，和芳綸/醋酸纖維素納米纖維按照聚苯硫醚纖維/芳綸納米纖維/聚苯硫醚纖維的三明治結(jié)構(gòu)制得的復(fù)合除塵濾料強(qiáng)度高、熱穩(wěn)定性能好、透氣率高、過(guò)濾精度高，對(duì)粒徑位于0.1-0.6μm之間超微粒子的過(guò)濾效率達(dá)到99.9%，明顯高于普通聚苯硫醚非織造布的過(guò)濾效率，且由于醋酸纖維素的改性優(yōu)化，使得芳綸/醋酸纖維素納米纖維的纖維尺寸和孔徑增大，降低了過(guò)濾時(shí)的阻力，進(jìn)而提高了復(fù)合濾料的壓降。
具體實(shí)施方式
一種改性芳綸納米纖維/聚苯硫醚纖維復(fù)合除塵濾料，其特征在于，采用高壓靜電紡絲技術(shù)制備芳綸/醋酸纖維素納米纖維與富勒烯改性聚苯硫醚纖維針刺非織造布形成高溫超過(guò)濾材料。
所述的芳綸/醋酸纖維素納米纖維的制備方法包括以下步驟：
（1）將一定質(zhì)量的licl加入到n，n-二甲基乙酰胺（dmac）中攪拌混勻制得dmac/licl溶液，備用；
（2）將間位芳綸纖維于120℃下真空干燥2h，浸漬于步驟（1）制得的dmac/licl溶液，在100℃恒溫下磁力攪拌混勻得質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的芳綸纖維溶液；
（3）將醋酸纖維素于120℃下真空干燥2h，浸漬于dmac溶液中，在100℃恒溫下磁力攪拌混勻得質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%醋酸纖維素溶液；
（4）將步驟（2）和步驟（3）按照質(zhì)量比2∶1在60℃下攪拌5h，直到溶液呈完全均勻狀態(tài)，靜置，脫泡24h，得紡絲溶液，靜電紡絲。
所述的步驟（1）中dmac/licl溶液中l(wèi)icl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%。
所述的步驟（4）中靜電紡絲條件為：可調(diào)電壓0-50kv，注射器針頭內(nèi)徑0.5mm，紡絲液流量1ml/h，鋁箔接收距離15cm，電壓22kv。
所述的富勒烯改性聚苯硫醚纖維的制備方法為：
（1）將富勒烯與聚苯硫醚加入到1-氯萘中，升溫至200-210℃，攪拌反應(yīng)1-2小時(shí)，負(fù)壓脫出1-氯萘，用甲醇洗滌至不含1-氯萘，在100℃下真空干燥24h，得聚苯硫醚/富勒烯復(fù)合材料；
（2）將上述的聚苯硫醚/富勒烯復(fù)合材料在300-310℃下加熱熔融，在柱塞式紡絲機(jī)上進(jìn)行熔融紡絲。
所述的富勒烯添加量為聚苯硫醚質(zhì)量的1.3%。
所述的一種改性芳綸納米纖維/聚苯硫醚纖維復(fù)合除塵濾料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
（1）將富勒烯改性聚苯硫醚纖維經(jīng)過(guò)開(kāi)松、梳理、鋪成纖維網(wǎng)，然后將纖維網(wǎng)通過(guò)刺針加固成非織造布；
（2）將芳綸/醋酸纖維素納米纖維經(jīng)過(guò)開(kāi)松、梳理、鋪成纖維網(wǎng)，然后將纖維網(wǎng)通過(guò)刺針加固成非織造布；
（3）以芳綸/醋酸纖維素納米纖維非織造布為骨架，上下兩個(gè)表面分別鋪疊富勒烯改性聚苯硫醚纖維非織造布，得復(fù)合濾料；
（4）將步驟（3）制得的復(fù)合濾料采用程序升溫工藝進(jìn)行熱定型處理：90℃處理5min，120℃處理3min，170℃處理2min；
（5）采用熱輥對(duì)步驟（4）熱定型處理后得到的復(fù)合濾料進(jìn)行熱軋?zhí)幚恚簾彳垳囟葹?20℃，熱軋時(shí)間為20s后得成品。