熔体微分电纺制备超支化PPS 超细纤维
2020-12-21余韶阳李碧波王靖王兰赵通来杨卫民李好义
工程塑料应用 2020年12期
余韶阳,李碧波,王靖,王兰,赵通来,杨卫民,李好义
(1.中国飞机强度研究所,西安 710065; 2.北京化工大学机电工程学院,北京 100029)
火电、化工、钢铁、水泥等领域在生产过程中会排出大量的高温烟气,并且烟气常带有腐蚀性,造成严重的环境污染,因此耐高温过滤材料的研究具有十分广阔的实际应用空间[1–2]。聚苯硫醚(PPS)具有良好的耐热性、耐化学腐蚀性及阻燃性等优势,常用来作为滤袋的原材料以过滤高温烟气[3]。然而目前所使用的商用滤袋中PPS 纤维的直径大于15 μm,导致过滤效率不足及过滤阻力增加[4–5]。
近年来的研究表明,超细纤维膜具有高效低阻的优点,可适用于高温烟气的过滤。熔喷法是目前工业上广泛应用制备超细纤维膜的方法之一[6],但此法难以实现微纳米级的纤维制备。海岛法可以有效制备微纳米级的超细纤维[7],但是在制备过程中需使用有机溶剂溶解“海”相,使实验过程繁琐且在溶剂处理过程中易造成污染。
为了有效地制备超细纤维,静电纺丝以其简易的操作及可连续生产纤维的能力受到学者们广泛的关注[8]。溶液静电纺丝法已发展多年,工艺较为成熟,但与海岛法相同,需要使用有毒及易挥发的溶剂。特别是如聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、PPS 等部分常温下难以溶解的材料,在实验过程中需加热,存在着溶剂爆炸的隐患。熔体静电纺丝不需使用溶剂,可以有效地解决上述问题。
PPS 在170℃以下时不发生溶解[9],因此通过溶液静电纺丝法制备PPS 纤维存在困难。在静电纺丝中熔体的黏度是重要参数,研究发现,熔融状态下的PPS 黏度会随纺丝温度的变化而增加,温度变化越剧烈,黏度增加越迅速,因此在制备纤维时应尽量保持熔融PPS 的温度。……
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