一种超细纤维复合过滤材料制备方法及应用与流程

本发明涉及复合过滤材料，尤其涉及一种超细纤维复合过滤材料制备方法及应用。

背景技术：

1、随着人们环保意识的增强，过滤材料的需求日益增长。传统的过滤材料主要是纤维布、滤纸等，但它们的过滤效率有限，不能满足现代工业和生活的需求。超细纤维复合过滤材料因其较大的比表面积和孔隙率，具有更好的过滤效率和吸附能力，成为了研究的热点。

2、超细纤维的直径较小，超细纤维的编织和制备存在一定的困难。现有技术中存在采用海岛复合纤维经针刺或水刺制成非织造布成品，然后通过naoh减量开纤获得超细纤维过滤材料，但此材料尺寸稳定性较差，容易变形；此外，超细纤维之间的间隙不均匀，降低了过滤精度。

3、因此，有必要对现有技术中的超细纤维复合过滤材料进行改进。

技术实现思路

1、本发明克服了现有技术的不足，提供一种超细纤维复合过滤材料制备方法及应用。

2、为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种超细纤维复合过滤材料制备方法，包括以下步骤：

3、s1、以pa为岛成分，且以碱溶性高聚合物为海成分，制备连续的pa海岛纤维；以pan为岛成分，且以碱溶性高聚合物为海成分，制备连续的pan海岛纤维；

4、s2、以pa海岛纤维为芯线，pan海岛纤维为外缠线，制备出pa/pan海岛包缠线；以pa/pan海岛包缠线作为经线和纬线，制备形成面料pa/pan海岛纤维复合材料；

5、s3、将pa/pan海岛纤维复合材料浸入碱性溶液中，使得碱溶性高聚合物成分溶解，形成pa/pan海岛超细纤维薄网；

6、s4、将若干pa/pan海岛超细纤维薄网叠合，采用缝线进行暗缝工艺，并对反复针刺，制备形成超细纤维复合过滤材料。

7、本发明一个较佳实施例中，pa海岛纤维的制备具体包括：将pa切片放入真空干燥箱内干燥1-2h，干燥温度80-100℃，将碱溶性高聚合物切片置于真空干燥箱内干燥3-5h，干燥温度50-80℃；将干燥好的pa切片和碱溶性高聚合物切片通过对应熔体管道，熔体管道加热温度为250-290℃，将两种熔体由喷丝板汇合形成复合熔体流，从同一喷丝孔中喷出纺丝；

8、pan海岛纤维的制备具体包括：将pan切片放入真空干燥箱内干燥1-2h，干燥温度100-120℃，将碱溶性高聚合物切片置于真空干燥箱内干燥3-5h，干燥温度50-80℃；将干燥好的pan切片和碱溶性高聚合物切片通过对应熔体管道，熔体管道加热温度为220-260℃，由喷丝板汇合形成复合熔体流，从同一喷丝孔中喷出纺丝。

9、本发明一个较佳实施例中，碱溶性高聚合物为聚乙烯醇pva或改性聚对苯二甲酸乙二醇酯copet。

10、本发明一个较佳实施例中，pa海岛纤维纺丝后，在水浴条件下进行牵伸，牵伸速度为100-400mm/min，而牵伸力为0.1-0.6n，牵伸倍数为2-4倍，并烘干定型，形成连续的pa海岛纤维；

11、pan海岛纤维在纺丝，在水浴条件下进行牵伸，牵伸速度为300-1000m/min，而牵伸力为0.5-1.0n，牵伸倍数为3-6倍，并烘干定型，形成连续的pan海岛纤维。

12、本发明一个较佳实施例中，以pa/pan海岛包缠线作为经线和纬线，采用斜纹编织形成pa/pan海岛纤维复合材料。

13、本发明一个较佳实施例中，pa/pan海岛包缠线的包缠率为10％-50％。

14、本发明一个较佳实施例中，采用缝线进行暗缝工艺，得到3-5mm的超细纤维复合面料。

15、本发明一个较佳实施例中，针刺密度为20-30刺/mm2。

16、本发明一个较佳实施例中，所述碱性溶液为naoh或koh溶液，溶液浓度为5-15％。

17、本发明提供了一种超细纤维复合过滤材料在水处理中的应用，基于上述所述的一种超细纤维复合过滤材料制备方法：所述超细纤维复合过滤材料100mg/l的染料溶液中，脱色率为88.4％-90.7％；所述超细纤维复合过滤材料在106cfu/ml的大肠杆菌悬浮液中，大肠杆菌吸附率为99.9％。

18、本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：

19、(1)本发明提供了一种超细纤维复合过滤材料制备方法，通过制备连续的pa海岛纤维和pan海岛纤维，且将两种海岛纤维进行包缠、编制处理后，再将碱溶性高聚合物溶解，得到较好的机械性能和稳定性能的复合材料，得到具有高过滤效率的超细纤维复合过滤材料，克服了超细纤维编制困难的问题。

20、(2)通过浸入碱性溶液中使得碱溶性高聚合物成分溶解，形成超细纤维薄网结构，这种结构具有较大的比表面积和孔隙率，可以增加过滤材料的吸附能力和通量，提高过滤效果。

21、(3)在制备pa海岛纤维和pan海岛纤维时，牵伸的作用的目的在于：其一，可以拉伸纤维，使其直径变细。通过适当的牵引力和拉伸速度，可以实现纤维直径的减小，从而制备超细纤维；其二，增加纤维的拉伸性能，使其能够承受更大的拉伸力而不断裂；其三，使纤维在纺丝过程中更加定向排列，减少纤维的交错和扭曲，从而提高纺纱的质量和纺纱线的强度；其四，牵伸可以促使纤维分子的结晶，提高纤维的结晶度和有序性，从而改善纤维的力学性能和耐久性。

22、(4)由于采用了缝线进行暗缝工艺，并对反复针刺，可以将超细纤维复合面料中的pa海岛超细纤维和pan海岛超细纤维分别进行开松，并使得超细纤维之间的均匀性增加，能够在长时间使用中保持稳定的过滤效率。

技术特征：

1.一种超细纤维复合过滤材料制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种超细纤维复合过滤材料制备方法，其特征在于：pa海岛纤维的制备具体包括：将pa切片放入真空干燥箱内干燥1-2h，干燥温度80-100℃，将碱溶性高聚合物切片置于真空干燥箱内干燥3-5h，干燥温度50-80℃；将干燥好的pa切片和碱溶性高聚合物切片通过对应熔体管道，熔体管道加热温度为250-290℃，将两种熔体由喷丝板汇合形成复合熔体流，从同一喷丝孔中喷出纺丝；

3.根据权利要求1所述的一种超细纤维复合过滤材料制备方法，其特征在于：碱溶性高聚合物为聚乙烯醇pva或改性聚对苯二甲酸乙二醇酯copet。

4.根据权利要求2所述的一种超细纤维复合过滤材料制备方法，其特征在于：pa海岛纤维纺丝后，在水浴条件下进行牵伸，牵伸速度为100-400mm/min，而牵伸力为0.1-0.6n，牵伸倍数为2-4倍，并烘干定型，形成连续的pa海岛纤维；

5.根据权利要求1所述的一种超细纤维复合过滤材料制备方法，其特征在于：以pa/pan海岛包缠线作为经线和纬线，采用斜纹编织形成pa/pan海岛纤维复合材料。

6.根据权利要求1所述的一种超细纤维复合过滤材料制备方法，其特征在于：pa/pan海岛包缠线的包缠率为10％-50％。

7.根据权利要求1所述的一种超细纤维复合过滤材料制备方法，其特征在于：采用缝线进行暗缝工艺，得到3-5mm的超细纤维复合面料。

8.根据权利要求1所述的一种超细纤维复合过滤材料制备方法，其特征在于：针刺密度为20-30刺/mm2。

9.根据权利要求1所述的一种超细纤维复合过滤材料制备方法，其特征在于：所述碱性溶液为naoh或koh溶液，溶液浓度为5-15％。

10.一种超细纤维复合过滤材料在水处理中的应用，基于权利要求1-9中任一项所述的一种超细纤维复合过滤材料制备方法，其特征在于：所述超细纤维复合过滤材料100mg/l的染料溶液中，脱色率为88.4％-90.7％；所述超细纤维复合过滤材料在106cfu/ml的大肠杆菌悬浮液中，大肠杆菌吸附率为99.9％。

技术总结
本发明公开了一种超细纤维复合过滤材料制备方法，包括：S1、以PA为岛成分，且以碱溶性高聚合物为海成分，制备连续的PA海岛纤维；以PAN为岛成分，且以碱溶性高聚合物为海成分，制备连续的PAN海岛纤维；S2、以PA海岛纤维为芯线，PAN海岛纤维为外缠线，制备出PA/PAN海岛包缠线；以PA/PAN海岛包缠线作为经线和纬线，制备形成面料PA/PAN海岛纤维复合材料；S3、将PA/PAN海岛纤维复合材料浸入碱性溶液中，使得碱溶性高聚合物成分溶解，形成PA/PAN海岛超细纤维薄网；S4、将若干PA/PAN海岛超细纤维薄网叠合，采用缝线进行暗缝工艺，并反复针刺，将PA海岛超细纤维和PAN海岛超细纤维分别进行开松，并使得超细纤维之间的均匀性增加，制备形成超细纤维复合过滤材料。

技术研发人员：温辉,孙亚萍
受保护的技术使用者：苏州凯萨特新材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/6