[发明专利]一种纳米腈纶无纺布的制备方法

说明书

技术领域

 本发明涉及一种过滤材料的制备方法，具体地说是一种纳米腈纶无纺布的制备方法。

背景技术

目前，市场所售吸附甲醛的物品材料，大多数是活性炭颗粒、臭氧净化、负氧离子净化、甲醛清除剂、光触媒净化等。活性炭不仅要经过特殊加工以增加其比表面，从而达到更高程度上的吸附性，而且吸附有效时间短，一旦达到饱和状态，如不更换，其吸附的甲醛又回到空气中来。臭氧是一种强氧化性气体，可以有效去除甲醛，但由于臭氧的扩散性较差，所以其去除甲醛的有效范围很小，因此对于室内整个空间来说，臭氧去除甲醛的效率不高。同时臭氧浓度过高，会产生恶臭。负氧离子能够使甲醛等气体分子快速氧化成负离子，与空气作用后能够还原成氧、水、二氧化碳，但是负氧离子在空气中的寿命很短，因此对于去除空气中甲醛作用不大。甲醛清除剂是无源纳米负离子粉有电气石加工而成，主要是一种含硼，化学组成复杂的硅酸盐矿物。其主要缺点是产品目的单一，只能够吸附甲醛，同时有效作用时间短，不能起到长久的去除甲醛作用。最常用的光触媒材料是二氧化钛，光触媒材料在紫外光的作用下，生成具有强氧化性的氧离子自由基，能够有效地将甲醛等有害物质氧化分解为二氧化碳和水，但是其设备价格较为昂贵，不利于市场推广。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术的不足，提供一种结构合理、制备工艺简单，比表面积大、吸附充分、能够满足室内对甲醛等有害气体的去除要求的纳米腈纶无纺布及其制备方法。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：一种纳米腈纶无纺布的制备方法，首先，将聚丙烯腈（PAN）颗粒溶于N-N二甲基甲酰胺（DMF）中，配成质量百分数为12-16%的聚丙烯腈溶液，进而将配好的聚丙烯腈溶液注入到多喷头静电纺丝设备中，调整电压值18kV-28kV，在电场作用下拉成纳米级聚丙烯腈纤维，并缠绕在旋转的金属接收筒上，得到分布均匀的厚度为3-5mm的纳米腈纶无纺布。

本发明所述静电纺丝拉成的聚丙烯腈纤维直径为150-200nm，比表面积为150-210m²/g。

所述金属接收筒的直径为100-150mm，接收筒的转速为20r/min-40r/min。

本发明纳米腈纶无纺布是聚丙烯腈（PAN）溶液用静电纺丝方法制备得到的，所得腈纶纤维直径150-200nm，本发明所制得的纳米腈纶无纺布，比表面积大，有着较强的吸附能力。可吸附去除室内甲醛，吸附充分，能够满足室内对甲醛等有害气体的去除要求。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明。

一种纳米腈纶无纺布的制备方法，首先，将聚丙烯腈（PAN）颗粒溶于N-N二甲基甲酰胺（DMF）中，配成质量百分数为12-16%的聚丙烯腈溶液，放于密封阴凉处静置24小时。进而将配好的聚丙烯腈溶液注入到多喷头静电纺丝设备中，调整电压值18kV-28kV，在电场作用下拉成纳米级聚丙烯腈纤维，并缠绕在旋转的金属接收筒上，得到分布均匀的厚度为3-5mm的纳米腈纶无纺布。将纳米腈纶无纺布从金属接收板上取下，可裁剪成规则形状。从而得到去除室内甲醛的腈纶无纺布。

所述金属接收筒的直径为100-150mm，接收筒的转速为20r/min-40r/min。当筒的转速过低时，使聚丙烯腈纤维不能均匀缠绕在转筒上，会在某处大量堆积；当筒的转速过高时，聚丙烯腈纳米纤维不能够连续缠绕在转筒上，所得无纺布分布不均匀。

本发明所采用多喷头静电纺丝设备设定电压值为18kV-28kV，由于是喷头和金属接收筒之间形成电位差形成电场，在电场的作用下拉成纳米级纤维。当电压值过低的时，由于电场力过小，不足以形成纳米纤维，或者是不能使纤维缠绕到金属接收筒上；当电压值过高时，就会使形成的纳米纤维在电场中紊乱，导致纤维不能良好地缠绕在金属接收筒上，而是在设备中乱飞，使其在粘附在其他地方。只有连续纺丝5小时以上才能够形成一定厚度的无纺布，当然纺丝时间越长，所形成的无纺布也越厚，为了节省物资，纺丝8小时得到的无纺布其比表面积为150-210m²/g。。

本发明静电纺丝是使带电荷的高分子溶液或熔体在静电场中流动或变形，然后溶剂蒸发或熔体冷却固化得到纤维状物质。纺丝液从针头中喷射出，在电场作用下拉成纳米级纤维，并缠绕在旋转的金属接接收筒上，逐渐形成无纺布。

所述本发明静电纺丝拉成的聚丙烯腈纤维直径为150-200nm，比表面积为150-210m²/g。