空氣是我們?nèi)祟惸鸵陨娴谋匾獥l件。近些年來,隨著工業(yè)化進(jìn)程的不斷的快速推進(jìn),在給經(jīng)濟(jì)帶來快速發(fā)展的同時,也給人們帶來了嚴(yán)重的空氣污染問題,時時刻刻的危害著人類的身體健康。伴隨著人們的生活水平質(zhì)量不斷提升,汽車進(jìn)入家家戶戶,汽車漸漸成為人們出行的第一選擇,人們在汽車內(nèi)度過的時間也增多,隨著大氣環(huán)境的逐漸惡劣,汽車室內(nèi)環(huán)境也隨之變得更加惡劣,與此同時,汽車的一些裝飾、面料等也會釋放著有害微粒,從而使得車內(nèi)環(huán)境更加惡劣。車載空氣凈化器作為一種車內(nèi)空氣凈化的工具,可以在動力驅(qū)動下快速有效的凈化車內(nèi)空氣。車內(nèi)的空氣污染物主要分為細(xì)微顆粒物和VOCs氣體兩大類。目前,車載空氣凈化器的凈化濾芯的核心材料多為普通非織造纖維過濾材料、玻璃纖過濾材料和熔噴纖維過濾材料。然而,普通的非織造濾材可以實現(xiàn)對顆粒物的有效過濾,但是纖維徑粒大難以完成對微細(xì)顆粒物的高精度過濾;玻纖過濾材料憑借著直徑細(xì)和孔徑小的優(yōu)勢能達(dá)到較高的過濾效率,但是存在高的空氣阻力的問題;熔噴駐極過濾材料可以在不增加壓阻的情況下實現(xiàn)高的過濾性能,但是其穩(wěn)定性受環(huán)境影響較大,并且存在使用周期短的問題。所以,現(xiàn)在空氣過濾材料存在空氣過濾效率和空氣阻力無法平衡的缺陷,即無法實現(xiàn)高效低阻,而且是材料大多為單一功能性材料,主要是針對細(xì)微顆粒污染物,無法同時實現(xiàn)有效的過濾車內(nèi)環(huán)境中的PM2.5顆粒和凈化汽車內(nèi)飾以及皮革釋放的甲醛等有害物質(zhì),無法滿足人們對車載空氣凈化器材料的需求,所以亟需開發(fā)一種高效率低空氣阻力且具備除甲醛功能的空氣過濾材料。纖維駐極技術(shù)能夠在濾材上存儲大量的電荷,利用靜電作用對細(xì)微顆粒進(jìn)行高效吸附從而有望解決當(dāng)前纖維空氣過濾材料所存在的過濾效率和空氣阻力難以平衡的難題。當(dāng)前的駐極材料大多是纖維成型后加再加靜電駐極,這種駐極方式存在這帶電荷量低、電荷不穩(wěn)地的問題。然而,靜電紡絲技術(shù)能夠在纖維成型的時候原位注入電荷,使成型后纖維電荷能夠穩(wěn)定存在,大大增強(qiáng)了材料的駐極性能,并且制備的材料具備纖維直徑小、孔隙率高等特點,有助于實現(xiàn)高的過濾效率和低的空氣阻力。除此之外,在靜電紡絲過程中,可以通過在靜電紡絲原液中引入功能性添加劑,實現(xiàn)材料功能的多樣化。本課題在采用靜電紡絲技術(shù)的基礎(chǔ)上,通過對有機(jī)駐極材料PSU含量濃度、紡絲濕度環(huán)境的調(diào)控,得到不同的PSU溶液,并紡制成不同的PSU駐極納米纖維膜材料,并利用掃描電子顯微鏡(SEM)、泡點法孔徑分析儀(PMI)、綜合濾料測試儀(LZC-H)等分析測試表征了纖維膜的纖維直徑大小、孔徑及孔隙率等形貌結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征分析以及過濾性能檢測對比,還利用非接觸式靜電探針測試統(tǒng)計了纖維膜電荷量,系統(tǒng)探索了電荷存儲性能及穩(wěn)定性,最終結(jié)果確定了PSU含量為22wt%,濕度為43±4%下紡制的纖維膜具有最優(yōu)的空氣過濾性能及駐極穩(wěn)定性。纖維膜的過濾效率能達(dá)到在99%以上,且穩(wěn)定保存電荷。為了進(jìn)一步提高PSU駐極納米纖維膜對氣體有害物質(zhì)的過濾性能,添加了除甲醛劑MnO_2并進(jìn)行調(diào)控,探究了不同含量的MnO_2對纖維形態(tài)結(jié)構(gòu)和纖維膜性能的影響,最終確認(rèn)了1wt%的MnO_2的添加量為最適含量。纖維膜在保持94.8%的效率同時,也能達(dá)到對甲醛高效分解去除。并完成對PSU復(fù)合纖維膜的規(guī)�；苽�,同時對PSU復(fù)合纖維膜進(jìn)行加工處理,應(yīng)用于車載凈化器濾芯,經(jīng)過實際測試,濾芯的除甲醛效率可以穩(wěn)定達(dá)到90%,過濾效率達(dá)到98%,壓阻低,同時具有長期使用壽命,在空氣凈化領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景。
【學(xué)位單位】：東華大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TB383.1;TQ340.64
【部分圖文】：

靜電紡絲過程示意圖

圖 3-2 不同濃度 PSU 纖維膜直徑長度徑從 18wt%的 0.62μm 增加到 1.21μm。結(jié)構(gòu)更加均一、排布更整齊，使得纖維堆濾性能的好壞，所以找到合適條件調(diào)控好

圖 3-3 不同濃度 PSU 纖維膜（a）纖維膜孔徑， （b）纖維膜的孔隙率根據(jù)圖 3-3 可知隨著濃度的升高，孔徑先減小在增大。18%濃度下的纖維膜孔徑比 20%的孔徑大是因為纖維因為低濃度的纖維有較多的串珠結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致纖維孔徑不一，略微大些，隨著纖維紡絲均勻穩(wěn)定，孔徑隨著濃度的升高也在不斷的升高。纖維膜的孔隙率也有著相同的趨勢。
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2862698