珠结构的纳米纤维层的纤维直径为250nm,单纤维为均匀圆柱形态的纳米纤维 层克重为12g/m2,单纤维具有串珠结构的纳米纤维层克重为0. 2g/m2,过滤夹层的孔隙率为 94%,该纳米纤维口罩过滤材料对0. 006-2. 5 μ m的颗粒的过滤效率可达99. 9991 %以上, 压阻19Pa。
[0075] 实施例5
[0076] -种口罩用高效低阻纳米纤维空气过滤材料的制备方法,具体步骤为:
[0077] 第一步:将两份聚醋酸乙烯粉末置于80°C真空烘箱中下真空干燥3小时。
[0078] 第二步:将其中一份干燥完毕的聚醋酸乙烯粉末溶于N,N-二甲基甲酰胺中,然后 将其置于磁力搅拌器上搅拌10小时,形成均相溶液,该均相溶液的质量分数为40%,作为 纳米单纤维具有均匀圆柱形态的纳米纤维层的纺丝溶液;同时,将另一份干燥的聚醋酸乙 烯粉末溶于N,N-二甲基甲酰胺中,并用磁力搅拌装置连续搅拌10小时,形成均相溶液,该 均相溶液的质量分数为8%,作为单纤维具有串珠结构的纳米纤维层的纺丝溶液。
[0079] 第三步:纺丝装置如附图所示,在针头组一 5中抽入一定量浓度为40%的聚醋酸 乙烯溶液,在针头组二6中抽入一定量浓度为8%的聚醋酸乙烯溶液,纺丝工艺参数为:纺 丝针头处所加电压为70kV,基板出所加电压为10kV,接收距离为25cm,灌注速度为5mL/h, 纺丝的环境温度为25°C,湿度为60%。
[0080] 第四步:打开高压电源,聚合物溶液将通过静电拉伸力的作用高速飞行到接收基 材1上,首先打开针头组一 5注射开关,关闭针头组二6注射开关,通过静电纺丝40%的聚 醋酸乙烯溶液3分钟在基材上制备一层纳米单纤维具有均匀圆柱形态的纳米纤维层,随后 关闭针头组一 5注射开关,打开针头组二6注射开关,通过静电纺丝8%的聚醋酸乙烯溶液 30s制备一层的单纤维具有串珠结构的纳米纤维层,之后打开针头组一 5注射开关,关闭针 头组二6注射开关,通过静电纺丝40%的聚醋酸乙烯溶液3分钟以制备一层纳米单纤维具 有均匀圆柱形态的纳米纤维层,重复10次之后,会形成厚度为10 μ m的纳米纤维层。同时, 在静电纺丝的过程中通过蒸汽补偿与控制装置控制纺丝射流周围的水汽含量,使其在距离 接收基板40~7cm范围内的蒸汽浓度为21g/m 3,以实现纳米纤维的快速固化成型,而在 7cm至纺丝针头范围内的空间部分的蒸汽浓度为7g/m3,以延长聚合物溶液的拉伸时间;通 过上述技术方法最终制备出纤维间无粘连、结构蓬松且具有三维立体空腔的网状互通结构 的口罩用高效低阻纳米纤维空气过滤材料,其为接收基材1、过滤夹层和覆盖材料的三明治 复合结构,过滤夹层由单纤维为均匀圆柱形态的纳米纤维层与单纤维具有串珠结构的纳米 纤维层交替层叠构成,该过滤材料中纳米单纤维具有均匀圆柱形态的纳米纤维层的纤维直 径为380nm,单纤维具有串珠结构的纳米纤维层的纤维直径为100nm,单纤维为均匀圆柱形 态的纳米纤维层克重为60g/m 2,单纤维具有串珠结构的纳米纤维层克重为0. 09g/m2,过滤 夹层的孔隙率为98%,该纳米纤维口罩过滤材料对0. 006-2. 5 μ m的颗粒的过滤效率可达 99. 9995% 以上,压阻 23Pa。
[0081] 实施例6
[0082] 一种口罩用高效低阻纳米纤维空气过滤材料的制备方法,具体步骤为:
[0083] 第一步:将两份尼龙6置于80°C真空烘箱中下真空干燥3小时。
[0084] 第二步:将其中一份干燥完毕的尼龙6溶于水中,然后将其置于磁力搅拌器上搅 拌10小时,形成均相溶液,该均相溶液的质量分数为30%,作为纳米单纤维具有均匀圆柱 形态的纳米纤维层的纺丝溶液;同时,将另一份干燥的尼龙6溶于水中,并用磁力搅拌装置 连续搅拌10小时,形成均相溶液,该均相溶液的质量分数为6%,作为单纤维具有串珠结构 的纳米纤维层的纺丝溶液。
[0085] 第三步:纺丝装置如附图所示,在针头组一 5中抽入一定量浓度为30%的尼龙6 溶液,在针头组二6中抽入一定量浓度为6%的尼龙6溶液,纺丝工艺参数为:纺丝针头处 所加电压为IOkV,基板出所加电压为2kV,接收距离为25cm,灌注速度为4mL/h,纺丝的环境 温度为25°C,湿度为60%。
[0086] 第四步:打开高压电源,聚合物溶液将通过静电拉伸力的作用高速飞行到接收基 材1上,首先打开针头组一 5注射开关,关闭针头组二6注射开关,通过静电纺丝30%的尼 龙6溶液3分钟在基材上制备一层纳米单纤维具有均匀圆柱形态的纳米纤维层,随后关闭 针头组一 5注射开关,打开针头组二6注射开关,通过静电纺丝6 %的尼龙6溶液30s制备一 层的单纤维具有串珠结构的纳米纤维层,之后打开针头组一 5注射开关,关闭针头组二6注 射开关,通过静电纺丝30%的尼龙6溶液3分钟以制备一层纳米单纤维具有均匀圆柱形态 的纳米纤维层,重复8次之后,会形成厚度为30 μ m的纳米纤维层。同时,在静电纺丝的过程 中通过蒸汽补偿与控制装置控制纺丝射流周围的水汽含量,使其在距离接收基板0~7cm 范围内的蒸汽浓度为19g/m3,以实现纳米纤维的快速固化成型,而在7cm至纺丝针头范围内 的空间部分的蒸汽浓度为4g/m 3,以延长聚合物溶液的拉伸时间;通过上述技术方法最终制 备出纤维间无粘连、结构蓬松且具有三维立体空腔的网状互通结构的口罩用高效低阻纳米 纤维空气过滤材料,其为接收基材1、过滤夹层和覆盖材料的三明治复合结构,过滤夹层由 单纤维为均匀圆柱形态的纳米纤维层与单纤维具有串珠结构的纳米纤维层交替层叠构成, 该过滤材料中纳米单纤维具有均匀圆柱形态的纳米纤维层的纤维直径为250nm,单纤维具 有串珠结构的纳米纤维层的纤维直径为50nm,单纤维为均匀圆柱形态的纳米纤维层克重为 55g/m 2,单纤维具有串珠结构的纳米纤维层克重为0. lg/m2,过滤夹层的孔隙率为98%,该 纳米纤维口罩过滤材料对0. 006-2. 5 μ m的颗粒的过滤效率可达99. 999 %以上,压阻10Pa。
[0087] 实施例7
[0088] 一种口罩用高效低阻纳米纤维空气过滤材料及其制备方法,具体步骤为:
[0089] 第一步:将聚乙烯醇粉末置于80°C真空烘箱中下真空干燥3小时,同时将尼龙6 置于80°C真空烘箱中下真空干燥3小时。
[0090] 第二步:将干燥完毕的聚乙烯醇粉末溶于乙醇中,然后将其置于磁力搅拌器上搅 拌10小时,形成均相溶液,该均相溶液的质量分数为35%,作为纳米单纤维具有均匀圆柱 形态的纳米纤维层的纺丝溶液;同时,将另一份干燥的聚乙烯醇粉末溶于乙醇中,并用磁力 搅拌装置连续搅拌10小时,形成均相溶液,该均相溶液的质量分数为6%,作为单纤维具有 串珠结构的纳米纤维层的纺丝溶液。
[0091] 第三步:纺丝装置如附图所示,在针头组一 5中抽入一定量浓度为35%的聚乙烯 醇溶液,在针头组二6中抽入一定量浓度为6%的聚乙烯醇溶液,纺丝工艺参数为:纺丝针 头处所加电压为50kV,基板出所加电压为10kV,接收距离为25cm,灌注速度为5mL/h,纺丝 的环境温度为25°C,湿度为70%。
[0092] 第四步:打开高压电源,聚合物溶液将通过静电拉伸力的作用高速飞行到接收基 材1上,首先打开针头组一 5注射开关,关闭针头组二6注射开关,通过静电纺丝35%的聚 乙烯醇溶液3分钟在基材上制备一层纳米单纤维具有均匀圆柱形态的纳米纤维层,随后关 闭针头组一 5注射开关,打开针头组二6注射开关,通过静电纺丝6 %的聚乙烯醇溶液30s 制备一层的单纤维具有串珠结构的纳米纤维层,之后打开针头组一 5注射开关,关闭针头 组二6注射开关,通过静电纺丝35%的聚乙烯醇溶液3分钟以制备一层纳米单纤维具有均 匀圆柱形态的纳米纤维层,重复20次之后,会形成厚度为280 μ m的纳米纤维层。同时,在 静电纺丝的过程中通过蒸汽补偿与控制装置控制纺丝射流周围的水汽含量,使其在距离接 收基板〇~7cm范围内的蒸汽浓度为15g/m 3,以实现纳米纤维的快速固化成型,而在7cm 至纺丝针头范围内的空间部分的蒸汽浓度为2g/m3,以延长聚合物溶液的拉伸时间;通过 上述技术方法最终制备出纤维间无粘连、结构蓬松且具有三维立体空腔的网状互通结构的 口罩用高效低阻纳米纤维空气过滤材