电纺PAPVAcPAN和CA纳米纤维介质气溶胶过滤的比较研究

　　聚酰胺（PA）具有优异的成纤能力和良好的机械性能，与其他聚合物（如PEO和PVA）不同的是，PA对水和湿度有抵抗力。聚乙酸乙烯酯（PVAc）具有粘合性，不溶于水，有轻微的亲水性，能够在一定程度上吸收水分。聚丙烯腈（PAN）纳米纤维强大而坚韧，静电纺丝PAN用于空气过滤，具有良好的过滤性能。醋酸纤维素（CA）是最丰富的天然环保聚合物，CA电纺纤维具有良好的耐化学性、热稳定性和生物降解性。
　　因此，本研究的目的是，将聚酰胺6/6（PA6/6）、聚酰胺（PA6）、聚乙酸乙烯酯（PVAc）、聚丙烯腈（PAN）和醋酸纤维素（CA）用作比较研究，对比由这些聚合物材料制成的纳米纤维的适用性和可用作空气过滤器的性能。首次报道了电纺PVAc和CA纳米纤维介质作为空气过滤器的应用。
　　PA6/6、PA6、PVAc、PAN、CA纤维垫形成的电纺工艺参数如表1所示。
　　由PA6、PA6/6、PVAc、PAN和CA聚合材料制成的纳米纤维介质在平均纤维直径（149-535nm）、基重（1.36-23.67g / m2）和形态（纤维、均匀纤维和珠状纤维）上存在差异。实验结果表明，在100nm和300nm的PSL球形气溶胶粒子中，纳米纤维介质的基重越高，过滤效率越高，同时压降也提高。压降显著降低了PA6、PA6/6和CA纳米纤维介质的过滤质量因子。但不同的是，PVAc和PAN纳米纤维介质具有高过滤性能和高质量因数。对于PVAc_60和PVAc_80纳米纤维垫，过滤质量因子在0.027-0.055Pa-1之间，过滤效率在96.79％-99.57％之间；PAN60和PAN80纳米纤维垫的过滤质量因子在0.035-0.044Pa-1之间，过滤效率在91.96％-98.01％之间。由于纳米纤维垫的独特结构，提高了PVAc和PAN介质的过滤性能。PVAc纳米纤维介质具有珠状纤维的形态，而PAN纳米纤维介质具有非常光滑、连续、取向均匀的特点。作者发现表明，当环境条件不接近PVAc的熔点（<35°C），PVAc和PAN纳米纤维介质可广泛应用于空气过滤。
　　多层纳米纤维垫的实验结果表明，与单层纳米纤维结构相比，较低的重量可以轻微地提高甚至降低过滤质量因子。这表明，在含有纳米纤维层的梯度过滤系统中，单层足以达到最佳的过滤性能。PSL与NaCl气溶胶颗粒的过滤效率差异不大，与相同粒径的PSL颗粒相比，100nm和300nm NaCl颗粒的过滤效率平均高出0.65%。
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