靜電紡絲(Electrospinning)是指聚合物流體在幾千伏至幾萬伏的高壓靜電場作用下,使聚合物液滴克服表面張力而產生噴射細流,細流在噴射過程中拉伸固化落在接受屏上,最終形成非織造、連續的網狀纖維氈的技術,是目前唯一能夠直接、連續制備聚合物納米纖維的方法。靜電紡絲具有性能穩定、品質優益、可紡物質種類繁多和工藝可控等優點,在物理攔截污染工程材料的開發方面具有廣泛的應用前景,是安全、環保、高效的空氣過濾材料。
靜電紡絲納米纖維調控的主要途徑:1. 調節紡絲液的性質(粘度、表面張力和電導率等);2.紡絲過程參數(電壓、流速、接收距離、溫度和濕度等)的調控;3. 靜電紡絲裝置的改進(如雙肩噴、同軸噴、薄圓盤收集等)。此外,還可通過后續化學修飾或加熱處理進一步調控納米纖維的形態、直徑、取向等。
將靜電紡絲納米纖維膜用于空氣過濾具有很大的優勢,一方面,電紡納米纖維除了能將大顆粒物通過機械篩分作用而截留外,對于顆粒過濾的直接攔截效應和慣性沖擊效應更為顯著,有利于提高纖維膜的過濾效率;另一方面納米纖維的比表面積大,表面吸附性好,可增加空氣中懸浮微小顆粒擴散至其表面而沉積的概率,將部分進入膜內部的小顆粒通過吸附作用而截留,從而提高了其對微小顆粒的過濾效率;同時,孔隙率高、孔徑分布較均勻,纖維之間的相互貫通的多孔結構又保證了納米纖維膜具有相對低的壓降。
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