基于多孔結(jié)構(gòu)的熔噴非織造材料二氧化鈦(io)空氣過(guò)濾材料的開發(fā)

基于多孔結(jié)構(gòu)的熔噴非織造材料二氧化鈦(io)空氣過(guò)濾材料的開發(fā)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和人們?nèi)粘ＯM(fèi)水平的不斷提高，人們?cè)絹?lái)越重視室內(nèi)環(huán)境。然而空氣污染問(wèn)題日益突出,霧霾、揮發(fā)性有機(jī)物、細(xì)菌等隱形殺手無(wú)時(shí)無(wú)刻不危害著人類的身體健康非織造布由于其獨(dú)特的三維多孔結(jié)構(gòu)而被廣泛地應(yīng)用于空氣過(guò)濾材料。其中,熔噴非織造材料由超細(xì)纖維組成,由于這種材料具有纖維直徑細(xì)、比表面積大、孔隙率高等特點(diǎn)而有良好的過(guò)濾性能,但由于其力學(xué)性能差而難以單獨(dú)用作高效空氣過(guò)濾材料二氧化鈦(TiO本文將載銀TiO1測(cè)試1.1試驗(yàn)線和儀器熔噴非織造布PP切片(熔體熔融指數(shù)為450g/10min,蘇州方與圓塑化有限公司);PE/PET皮芯型雙組分紡黏布(面密度約為25g/m東華大學(xué)自制的聚合物噴絲成網(wǎng)試驗(yàn)線;武進(jìn)廣宇花輥機(jī)械有限公司的550型非織造材料熱軋?jiān)囼?yàn)線;日本HITACHI公司的TM3000型掃描電子顯微鏡;日本島津公司的D/max-2550PC型X射線衍射儀;美國(guó)PMI公司的CFP-1100-AI型孔徑分析儀;提賽環(huán)科儀器貿(mào)易有限公司的TSI8130型自動(dòng)濾料測(cè)試設(shè)備;YG026MB型多功能電子織物強(qiáng)力機(jī)。1.2樣品的制備1.2.1改性tio將載銀TiO1.2.2改性tio采用在線復(fù)合的方法,以PP切片和改性TiO1.2.3改性tio采用離線復(fù)合的方法,以PE/PET皮芯型雙組分紡黏非織造材料和改性TiO1.2.4改性tio將改性TiO1.3過(guò)濾性能測(cè)試形貌觀察。采用臺(tái)式掃描電子顯微鏡觀察負(fù)載不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)TiO元素分析。用轉(zhuǎn)靶X射線衍射儀對(duì)負(fù)載在纖維表面的改性TiO孔徑測(cè)試。采用孔徑分析儀測(cè)試樣品的孔徑大小及其分布。過(guò)濾性能測(cè)試。采用自動(dòng)濾料測(cè)試設(shè)備測(cè)試樣品的過(guò)濾效率和壓降,該儀器可對(duì)具有99.99%過(guò)濾效率的濾材進(jìn)行測(cè)試。過(guò)濾介質(zhì)是質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的NaCl氣溶膠,顆粒粒數(shù)的中值直徑為0.3μm,流速為32L/min,測(cè)試方法為加載測(cè)試,試樣面積為15cm×15cm。根據(jù)所測(cè)定的過(guò)濾壓降和效率,可用式(1)計(jì)算得到過(guò)濾品質(zhì)因數(shù)Q式中:η為過(guò)濾效率;Δp為過(guò)濾壓降。力學(xué)性能測(cè)試。參照GB/T1447—2005《纖維增強(qiáng)塑料拉伸性能試驗(yàn)方法》,利用多功能電子織物強(qiáng)力機(jī)分別對(duì)TiO抗菌性能測(cè)試。按照GB/T20944.3—2008《紡織品抗菌性能評(píng)價(jià)第3部分:振蕩法》進(jìn)行抗菌性能測(cè)試,試驗(yàn)均在相對(duì)濕度為45%和溫度為25℃的條件下完成。配制初始濃度為10式中:Y為試樣的抑菌率(%);W2結(jié)果與討論2.1纖維平均直徑和平均孔徑的分布紡黏和熔噴非織造材料的結(jié)構(gòu)性能如表2所示。從表2可知,PP熔噴材料中纖維的平均直徑和平均孔徑均遠(yuǎn)小于PE/PET雙組分紡黏材料中纖維的平均直徑和平均孔徑。由于兩種材料的熱性能和流變性能的不同,PE/PET雙組分纖維在加熱復(fù)合的過(guò)程中形成卷曲和扭曲的狀態(tài)。2.2改性tio負(fù)載不同量TiO2.3改性tio改性TiO2.4濾材時(shí)間和壓力不同改性TiO從圖3還可以看出,隨著加載時(shí)間的延長(zhǎng),濾材的壓降都會(huì)逐漸上升,并且時(shí)間越長(zhǎng)上升速率越快。這是由于加載時(shí)間越長(zhǎng),氣溶膠粒子對(duì)濾材的堵塞程度越嚴(yán)重,導(dǎo)致通過(guò)濾材的壓力增加,從而使壓降增大。此外,改變?nèi)蹏姴牧虾图忦げ牧蟃iO不同TiO2.5屈服和斷裂現(xiàn)象對(duì)純?nèi)蹏姾图兗忦げ牧弦约柏?fù)載TiO試樣的拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線如圖4所示。從圖4可以看出,每一條曲線均表現(xiàn)出典型的屈服和斷裂現(xiàn)象。在初始階段,隨著應(yīng)變的增加,應(yīng)力呈正比增大,其應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系服從虎克定律,隨后應(yīng)力達(dá)到一個(gè)極大值,即屈服點(diǎn),當(dāng)繼續(xù)拉伸后,試樣發(fā)生斷裂2.6無(wú)光照s/m復(fù)合濾料對(duì)培養(yǎng)基上菌落的影響復(fù)合濾材負(fù)載納米TiO復(fù)合濾材對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌經(jīng)過(guò)振蕩法測(cè)試后菌液中殘留的菌落分布如圖5所示。由無(wú)光照S/M圖中可以看出瓊脂培養(yǎng)基表面生長(zhǎng)著大量的菌落,這是由于熔噴材料和紡黏材料都無(wú)抗菌作用,因此,無(wú)光照S/M復(fù)合濾料可作為試驗(yàn)對(duì)比樣。由無(wú)光照ST20/MT15圖可以看出,負(fù)載有TiO3復(fù)合濾材與其他熔噴材料的復(fù)合本文利用離線和在線的方式將改性后的納米TiO(1)隨著加載時(shí)間的增加,復(fù)合