PVDF/BaTiO3复合纳米纤维滤膜的制备及性能
2020-06-07王西贤王冰冰方书新云付成张海霞
河南工程学院学报(自然科学版) 2020年2期
王西贤,王冰冰,方书新,云付成,贾 琳,张海霞
(河南工程学院 纺织学院,河南 郑州 450007)
近年来,我国工业化进程的快速推进给人类的生活带来了许多便利,但也不可避免地对自然环境和生态系统造成了影响,特别是大气污染对人类身体健康的影响受到了越来越多的关注。研究发现PM2.5的浓度每增加10 μg/m3,人类呼吸道患癌的风险就会升高九个百分点,而且空气中微小的污染物还携带各种病原体,会加速有害微生物的传播,给人们的健康带来了极大的威胁[1]。因此,有效过滤空气中的有害颗粒是目前亟待解决的问题。目前,净化空气的材料主要是传统的非织造纤维、超细玻璃纤维、驻极纤维等[2],这些纤维在使用过程中存在着对超微小颗粒过滤效率低[3]、驻极效果衰减不易控[4-5]、滤阻大、安全性差、耐折性差等缺点[6-7],难以满足人们的需求。静电纺纳米纤维因具有过滤效率高、孔连通性好、质量小等优点,作为新兴的空气过滤材料引起了研究者的广泛关注,是近几年比较热门的空气过滤研究方向之一[8]。聚偏氟乙烯(polyvinylidene fluoride, PVDF)具有优异的力学性能、耐热性和柔韧性,是一种被广泛应用于多个领域的膜材料[9]。有研究发现,聚合物加入BaTiO3后增加了复合膜驻极的功能,可有效提高空气过滤效率[10-13]。BaTiO3是常用的静电驻极材料,具有优良的介电性能,但其机械性能和韧性差等缺点限制了它在空气过滤领域中的应用。
本研究将驻极体BaTiO3加入PVDF溶液中,利用静电纺丝方法制备了BaTiO3不同质量分数的复合驻极纳米纤维滤膜,它不仅具有PVDF优异的力学性能和柔韧性能,同时也具有BaTiO3优良的介电性能。……
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