纺织学报 ›› 2018, Vol. 39 ›› Issue (12): 139-144.doi: 10.13475/j.fzxb.20180801206

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静电纺树枝状聚乳酸纳米纤维膜的制备及其过滤性能

    

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  • 收稿日期:2018-08-03 修回日期:2018-09-12 出版日期:2018-12-15 发布日期:2018-12-17
  • 基金资助:

     

Fabrication of polylactic acid tree-like nanofiber membrane and its application in filtration

  • Received:2018-08-03 Revised:2018-09-12 Online:2018-12-15 Published:2018-12-17

摘要:

为开发可用于空气过滤的纳米纤维,利用静电纺丝技术一步法制备了树枝状聚乳酸(PLA)纳米纤维膜,探讨了溶剂种类、四丁基氯化铵(TBAC)添加量和纺丝电压对纤维膜形貌结构和性能的影响,同时研究了TBAC 添加量和纤维膜厚度对纤维膜过滤效果的影响。结果表明:溶剂为二氯甲烷,PLA 和TBAC 质量比为8:1,纺丝电压为30 kV 时,制得的纤维膜树枝状结构最为明显,其断裂应力和品质因数分别为23 MPa 和0. 068,优于纯PLA 纤维膜的5 MPa 和0. 059;随TBAC 质量分数的增加,纤维膜的接触角由118°降低至54. 5°;当具有明显树枝状结构的纤维膜厚度从10 μm 增加至40 μm 时,过滤效率和压降均增大,且当膜厚度为20 μm 时,过滤效率达到99. 89%,阻力约为96. 08 Pa,可满足高效空气过滤需求。

关键词: 静电纺丝, 聚乳酸, 树枝状纳米纤维, 过滤性能

Abstract:

In order to develop nanofibers with efficient air filtration performance, polylactic acid (PLA) tree-like nanofiber membranes were prepared by electrospinning. The effects of solvent type, addition amount of tetrabutylammonium chloride (TBAC) and spinning voltage on the morphology and properties of fiber membranes were investigated. In addition, the effect of TBAC addition and fiber membrane thickness on filtration efficiency was also studied. The results show that when the solvent is dichloromethane, the PLA/ TBAC mass ratio is 8 ∶ 1, and the spinning voltage is 30 kV, the fiber membrane has obvious tree-like structure. The fracture stress and quality factor of fiber membrane with obvious tree-like structure are 23 MPa and 0. 068, respectively, which is higher than 5 MPa and 0. 059 of the pure PLA fiber membrane. With the increase of the TBAC content, the contact angle of fiber membrane decreases from 118° to 54. 5°. For PLA nanofiber membranes with distinct tree-like structure, when the thickness of the fiber membrane increases from 10 μm to 40 μm, both filtration efficiency and pressure drop increase, especially, when the film thickness is 20 μm, the filtration efficiency of the fiber membrane is 99. 89%, and the resistance is about 96. 08 Pa, which can meet the demand for efficient air filtration.

Key words: electrospinning, polylactic acid, tree-like nanofiber, filter performance

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[1] 魏娜 康卫民 孙诚 程博闻. 静电纺核-壳纳米包装膜的制备及其抗菌性能[J]. 纺织学报, 2018, 39(12): 13-17.
[2] 陈明军 张有忱 杜琳 李好义 丁玉梅 杨卫民. 聚合物熔体法制备纳米纤维技术研究现状[J]. 纺织学报, 2018, 39(12): 166-174.
[3] 闫涛 潘志娟. 静电纺纳米纤维柔性应变传感器的研究现状[J]. 纺织学报, 2018, 39(12): 152-157.
[4] 方玮 徐岚. 漏斗式喷气静电纺聚乙烯吡咯烷酮纳米纤维膜的制备及其表征[J]. 纺织学报, 2018, 39(10): 7-11.
[5] 田银彩 张浩鹏 李博琛 康广杰 李根宇. 静电纺聚丙烯腈/石墨烯碳纳米纤维的结构与性能[J]. 纺织学报, 2018, 39(10): 24-31.
[6] 杜琳 张有忱 杨卫民 丁玉梅 谭晶 李好义. 熔体微分静电纺聚丙烯空气驻极体滤膜的制备及其性能[J]. 纺织学报, 2018, 39(10): 12-17.
[7] 赵作显 洪剑寒 严喆 潘志娟. 生物可降解聚(3-羟基丁酸-co-3-羟基戊酸共聚酯)/聚乳酸共混物的相容性和结晶性[J]. 纺织学报, 2018, 39(08): 1-8.
[8] 吴小娟 余妙晶 舒慧 郑怡筱 葛烨倩 . 过温保护层合纳米纤维隔膜的制备及其性能[J]. 纺织学报, 2018, 39(07): 21-26.
[9] 朱金铭 钱建华 曹晨 曹原. 聚醚砜非织造布复合膜的空气过滤性能[J]. 纺织学报, 2018, 39(07): 55-62.
[10] 陈洪立 焦晓宁 柯鹏. 取向增强复合锂离子电池隔膜的制备及其性能[J]. 纺织学报, 2018, 39(07): 8-14.
[11] 张博亚 李佳慧 张如全 李建强. 静电纺聚丙烯腈/硫酸铜纳米纤维膜的制备及其性能[J]. 纺织学报, 2018, 39(07): 15-20.
[12] 王航 庄旭品 董锋 石磊 康卫民 徐先林 程博闻. 溶液喷射纺纳米纤维制备技术及其应用进展[J]. 纺织学报, 2018, 39(07): 165-173.
[13] 金关秀 张毅 楼永平 祝成炎. 应用粗糙集和支持向量机的熔喷非织造布过滤性能预测[J]. 纺织学报, 2018, 39(06): 142-148.
[14] 程燕婷 孟家光 支超. 以柔性聚乳酸为材料的织物组织立体打印参数设计[J]. 纺织学报, 2018, 39(05): 38-42.
[15] 王迎 杨云 魏春艳 宋欢 季英超 孙玉雍 张欣. 沉积静电纺聚丙烯腈纳米纤维膜窗纱的制备及其性能[J]. 纺织学报, 2018, 39(04): 14-18.
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[1] 陈益松;徐军;范金土. 暖体假人的出汗模拟方式与测量算法[J]. 纺织学报, 2008, 29(8): 130 -134 .
[2] 刘让同 刘淑萍 李亮 李淑静 田广菓 弋梦梦 朱雪莹. 电子显微镜下羊毛的溶解模式[J]. 纺织学报, 2017, 38(07): 1 -5 .
[3] 李孟轩 王瑞 刘星 杨华 丁艳然. 老颧草微胶囊复合织物的制备及其药物释放机制[J]. 纺织学报, 2018, 39(02): 138 -143 .
[4] 祝章琛;董天义. 回转多臂机的设计与分析[J]. 纺织学报, 1985, 6(02): 33 -36 .
[5] 杨菲 徐山青. 豆腐渣/淀粉复合膜的制备及其性能[J]. 纺织学报, 2014, 35(6): 30 -0 .
[6] 殷珉扬 曾科 高梅 吴露 王祥荣. 紫胶色素对锦纶纤维的染色热力学研究[J]. 纺织学报, 2014, 35(11): 74 -0 .
[7] 郭营 丁若垚 郁崇文. 亚麻原麻及其粗纱生物酶处理工艺条件的优化[J]. 纺织学报, 2016, 37(4): 70 -74 .
[8] 张雷 . 预售模式下时尚服装双渠道供应链优化模型[J]. 纺织学报, 2016, 37(05): 160 -166 .
[9] 袁嫣红 徐文炜 彭来湖. 基于Ansys的磁保持电磁选针器瞬态仿真[J]. 纺织学报, 2018, 39(12): 124 -130 .
[10] 王文聪 杜淑宁 王鸿博 高卫东. 低取代羟乙基纤维素在碱溶剂中的溶解行为及其机制[J]. 纺织学报, 2018, 39(10): 22 -27 .