静电纺PAN/PVP亲水纳米纤维膜的制备及其空气过滤性能研究

作者：侯芳; 朱敏^*; 刘阳; 钟甜甜; 任皖挺; 江振林^*

来源：化工新型材料, 2023, 51(09): 102-108.

DOI：10.19817/j.cnki.issn1006-3536.2023.09.019

• 聚丙烯腈
• 聚乙烯吡咯烷酮
• 静电纺丝
• 亲水性
• 空气过滤

相较于传统纤维材料，纳米纤维膜因其高比表面积和超细孔隙率更适合用作空气过滤材料，此外传统的聚丙烯(PP)过滤材料亲水性差，水汽易聚集从而降低其过滤性能；针对传统空气过滤材料亲水性差的问题，基于静电纺丝的方法，以聚丙烯腈(PAN)和强亲水性的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为纺丝原料，制备了PAN/PVP纳米纤维膜，探讨了亲水材料PVP对其纳米纤维膜亲水和过滤性能的影响。采用傅里叶红外光谱、扫描电镜表征了纳米纤维膜的结构，由于亲水性材料PVP的引入，纺丝时纤维中静电导通性好，纺丝液能很好地被拉伸，使纤维直径变小，PVP添加质量为30%时纳米纤维膜的平均直径最小为358.12nm;此外，PVP的引入提高了纳米纤维膜的亲水性能，PVP添加质量为40%时其静态接触角为(11.5±2.5)°;但纳米过滤膜亲水性的增加会影响其过滤效率，PVP添加质量为10%时纳米纤维膜的过滤效率最高为83.4%±3.6%,纤维膜克重为1.17g/m2时品质因子最高为0.10Pa-1,纳米纤维膜具有优异的循环稳定性，300min内过滤稳定性好且过滤压力较低，可应用于对循环过滤性能有更高要求的空气过滤材料领域。

• 单位
  上海工程技术大学; 东华大学; 化学化工学院