本發(fā)明屬于過濾材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種復(fù)合結(jié)構(gòu)過濾氈及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

空氣是人類賴以生存的必要條件，由于生產(chǎn)和人類各種活動的影響，特別是工業(yè)廢氣的大量任意排放，空氣中含有過量的粉塵及有害氣體而遭到不同程度的污染。這幾年來，pm2.5引起了社會的廣泛關(guān)注，粉塵對呼吸道和眼睛等器官會造成很大危害。根據(jù)“綠色gdp核算報(bào)告”表明，僅北京一個(gè)城市，每年因環(huán)境污染造成的損失就高達(dá)116億多元，其中大氣污染對北京市造成的經(jīng)濟(jì)損失最嚴(yán)重，高達(dá)95.2億元，占總污染造成損失的81.75％，由此可看出，環(huán)境污染對經(jīng)濟(jì)和社會的影響非常大，特別是大氣污染更應(yīng)值得關(guān)注。

目前市場上的纖維空氣過濾材料主要有玻璃纖維、聚酯纖維、聚丙烯腈纖維、活性炭纖維等，但濾料大部分是直通結(jié)構(gòu)，僅對0.3μm以上的顆粒有較高的過濾效率，對亞微米顆粒以及較小粒子難以實(shí)現(xiàn)有效過濾。對于傳統(tǒng)空氣過濾材料，其使用周期短過濾阻力大，已無法完全滿足人們對高效過濾材料的要求。靜電紡絲技術(shù)是一種簡便高效的制造亞微米至納米纖維的新型加工技術(shù)，其制備的纖維膜具有高孔隙率和大比表面積，廣泛應(yīng)用于空氣過濾、防護(hù)服、傳感器、創(chuàng)傷包敷、組織工程支架和膜分離材料領(lǐng)域。靜電紡納米纖維由于獨(dú)特的優(yōu)勢，對于顆粒過濾的直接攔截效應(yīng)和慣性沖擊效應(yīng)更為顯著，從而提高濾材的過濾效率。

研究表明以纖維過濾介質(zhì)為基底，纖維表面生長碳納米管形成具有梯度結(jié)構(gòu)的碳納米空氣過濾材料，由于過濾材料中梯度結(jié)構(gòu)的存在使濾材具有過濾效率高，過濾阻力低等特點(diǎn)。以微珠/納米纖維組合的具有梯度結(jié)構(gòu)的復(fù)合空氣過濾材料，非織造布做基材和保護(hù)層，點(diǎn)狀熱軋復(fù)合得到三明治結(jié)構(gòu)過濾材料對1μm以下顆粒的過濾效率達(dá)到99％以上，阻力壓降小于120pa。但現(xiàn)有過濾材料仍存在對空氣的過濾效率低、使用周期短和造成二次污染的缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對以上現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)和不足之處，本發(fā)明的首要目的在于提供一種復(fù)合結(jié)構(gòu)過濾氈。

本發(fā)明的另一目的在于提供上述復(fù)合結(jié)構(gòu)過濾氈的制備方法。

本發(fā)明的再一目的在于提供上述復(fù)合結(jié)構(gòu)過濾氈在空氣過濾中的應(yīng)用。

本發(fā)明目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種復(fù)合結(jié)構(gòu)過濾氈，由過濾功能層和包覆在過濾功能層上、下表面的保護(hù)層構(gòu)成，其中過濾功能層由具有三維卷曲結(jié)構(gòu)纖維的再生纖維層和靜電紡絲納米纖維層復(fù)合而成。

所述再生纖維層和納米纖維層復(fù)合的方式為再生纖維層與納米纖維層層疊復(fù)合，或再生纖維單纖維上雜植納米纖維層復(fù)合得到。

優(yōu)選地，所述再生纖維層單層的克重為10～50g/m²；納米纖維層單層的克重為0.1～3g/m²。

優(yōu)選地，所述過濾功能層的克重為50～400g/m²。

優(yōu)選地，所述具有三維卷曲結(jié)構(gòu)纖維的卷曲結(jié)構(gòu)包括z型、螺旋形、波浪形等卷曲結(jié)構(gòu)；卷曲數(shù)為1～15個(gè)/25mm，纖維直徑為5～50μm；所述靜電紡絲納米纖維的纖維直徑為60～1000nm。

優(yōu)選地，所述保護(hù)層的材料為紡粘非織造布、熱風(fēng)非織造布、紡粘/熔噴復(fù)合非織造布；材質(zhì)為普通聚丙烯、茂金屬聚丙烯、聚乙烯、聚烯烴共聚物中的至少一種；保護(hù)層的克重為15～40g/m²。

優(yōu)選地，所述再生纖維包括再生纖維素纖維或再生蛋白質(zhì)纖維；其中再生纖維素纖維包括銅銨纖維、粘膠纖維、皂化醋酯纖維中的至少一種；再生蛋白質(zhì)纖維包括酪素纖維、大豆蛋白纖維、牛奶蛋白纖維、花生纖維、角朊纖維、絲素纖維、明膠纖維中的至少一種。

優(yōu)選地，所述靜電紡絲納米纖維層的纖維材料為聚乳酸或其共聚物、聚己內(nèi)酯或其共聚物、聚羥基脂肪酸酯、聚酯-聚醚共聚物、聚酯-酰胺共聚物、聚乙烯醇或其共聚物、甲殼素、海藻酸鹽、明膠、玉米醇溶蛋白中的至少一種。

上述復(fù)合結(jié)構(gòu)過濾氈的制備方法，包括如下制備步驟：

(1)將具有三維卷曲結(jié)構(gòu)的再生纖維經(jīng)過充分開梳，形成單纖維狀態(tài)；

(2)通過靜電紡絲工藝，在再生纖維單纖維上雜植納米纖維層；或?qū)⒃偕w維單纖維鋪疊成單層克重為10～50g/m²的纖維網(wǎng)層，通過靜電紡絲工藝在纖維網(wǎng)層上制備納米纖維層，將復(fù)合有納米纖維層的再生纖維層通過針刺或者熱軋多層復(fù)合，得到克重為50～400g/m²的過濾功能層；

(3)在過濾功能層上、下表面包覆保護(hù)層，得到所述復(fù)合結(jié)構(gòu)過濾氈。

所述在再生纖維單纖維上雜植納米纖維層的過程為：將再生纖維單纖維采用外界擾動風(fēng)分散，向擾動的纖維進(jìn)行靜電紡絲，使得靜電紡絲納米纖維在成型過程中直接被紛飛的再生纖維單纖維截獲并粘附到單纖維上。

優(yōu)選地，所述外界擾動風(fēng)的溫度為20～40℃，相對濕度為25％～95％，風(fēng)速為0.1～20m/min。

上述復(fù)合結(jié)構(gòu)過濾氈在空氣過濾中的應(yīng)用。特別適用于日常pm2.5空氣污染的防護(hù)。

本發(fā)明的制備方法及所得到的復(fù)合結(jié)構(gòu)過濾氈具有如下優(yōu)點(diǎn)及有益效果：

(1)本發(fā)明所涉及的一種基于再生纖維和納米纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)過濾氈不僅具有采用可再生微米級纖維利用三維卷曲結(jié)構(gòu)提供蓬松的濾材骨架結(jié)構(gòu)，同時(shí)利用依附于該微米纖維的二級微納米纖維提供更高纖維比表面積，所得過濾材料過濾效率高，阻力低等，且所有材料都具有可再生性，將在一定程度上改善現(xiàn)有基于熔噴及駐極技術(shù)過濾材料對空氣的過濾性能的電荷持久性依賴性，同時(shí)也為經(jīng)濟(jì)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展的實(shí)施提供了技術(shù)支撐。

(2)本發(fā)明以靜電紡納米纖維膜為夾層的復(fù)合結(jié)構(gòu)過濾材料，更適合過濾細(xì)小微粒，相對于傳統(tǒng)的高效過濾材料，相同的過濾效率其材料用量僅為后者的1/15，將納米纖維和梯度結(jié)構(gòu)結(jié)合更有利于增加了濾材的容塵量，延長了其使用壽命。同時(shí)，可生物再生纖維以及可再生聚合物的利用可以使過濾材料在廢棄后重復(fù)利用，達(dá)到綠色環(huán)保低碳的效果。

附圖說明

圖1為本發(fā)明中復(fù)合結(jié)構(gòu)過濾氈的層疊結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例1中具有三維卷曲結(jié)構(gòu)纖維的結(jié)構(gòu)示意圖，(圖中纖維長度為25mm)；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例2中具有三維卷曲結(jié)構(gòu)纖維的結(jié)構(gòu)示意圖，(圖中纖維長度為25mm)；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例3中具有三維卷曲結(jié)構(gòu)纖維的結(jié)構(gòu)示意圖，(圖中纖維長度為25mm)；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例1中過濾功能層的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本發(fā)明實(shí)施例2中過濾功能層的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。

實(shí)施例1

本實(shí)施例的一種復(fù)合結(jié)構(gòu)過濾氈，其層疊結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，由過濾功能層和包覆在過濾功能層上、下表面的保護(hù)層構(gòu)成，其中過濾功能層由具有三維卷曲結(jié)構(gòu)纖維的再生纖維層和靜電紡絲納米纖維層復(fù)合而成。所述上、下表面的保護(hù)層為克重為25g/m²的茂金屬聚丙烯紡粘單層非織造布；所述再生纖維層為克重為15g/m²的z型卷曲結(jié)構(gòu)粘膠纖維網(wǎng)層，其中粘膠纖維為非圓形界面，無空腔，纖維直徑為30～35μm，卷曲數(shù)為12個(gè)/25mm，所述z型卷曲結(jié)構(gòu)粘膠纖維的結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示；所述納米纖維層為克重為0.8g/m²的聚乳酸纖維層，聚乳酸纖維的直徑為300～400nm，纖維為近圓形，纖維上有大量孔洞。

本實(shí)施例的復(fù)合結(jié)構(gòu)過濾氈通過如下方法制備：

將粘膠短纖維梳理成單纖維狀態(tài)后鋪疊成網(wǎng)，克重為15g/m²，其中粘膠短纖維為z型卷曲結(jié)構(gòu)非圓形截面，無空腔，纖維直徑為30-35μm，卷曲數(shù)為12個(gè)/25mm。以纖維網(wǎng)層為接收端，采用針頭靜電紡絲技術(shù)復(fù)合一層聚乳酸納米纖維層，得到再生纖維層與納米纖維層層疊復(fù)合的復(fù)合過濾層。靜電紡絲條件為：聚乳酸(pla，mw＝3×10⁵g/mol)經(jīng)過真空干燥后(60℃，12h)以氯仿:dmf比例為1:1為溶劑，溶液濃度15％，紡絲電壓15kv，接收距離15cm，溶液供應(yīng)量0.4μl/h/孔。所得納米纖維的直徑為300～400nm，纖維為近圓形，纖維上有大量孔洞。納米纖維克重為0.8g/m²。三層該復(fù)合過濾層通過針刺或者熱軋復(fù)合構(gòu)成過濾功能層，所述過濾功能層的結(jié)構(gòu)示意圖如圖5所示；然后在過濾功能層上、下表面復(fù)合克重為25g/m²的茂金屬聚丙烯紡粘單層非織造布保護(hù)層，得到所述復(fù)合結(jié)構(gòu)過濾氈。

本實(shí)施例所得復(fù)合結(jié)構(gòu)過濾氈對0.24μm的nacl氣溶膠的過濾效率為99.3％，壓力降為85pa。該過濾材料可適用于日常pm2.5空氣污染的防護(hù)。

實(shí)施例2

本實(shí)施例的一種復(fù)合結(jié)構(gòu)過濾氈，其層疊結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，由過濾功能層和包覆在過濾功能層上、下表面的保護(hù)層構(gòu)成，其中過濾功能層由具有三維卷曲結(jié)構(gòu)纖維的再生纖維層和靜電紡絲納米纖維層復(fù)合而成。所述上、下表面的保護(hù)層為克重為20g/m²的茂金屬聚丙烯和普通聚丙烯sms非織造布；所述再生纖維層為螺旋形卷曲結(jié)構(gòu)銅銨纖維單纖維，其中銅銨纖維有一空腔，空腔率為15％，纖維直徑為20～25μm，卷曲數(shù)為15個(gè)/25mm，所述螺旋形卷曲結(jié)構(gòu)銅銨纖維的結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示；所述納米纖維層為克重為0.1g/m²的pcl纖維層，pcl纖維的直徑為50～200nm，纖維為近圓形，纖維上無孔洞。

本實(shí)施例的復(fù)合結(jié)構(gòu)過濾氈通過如下方法制備：

將銅銨短纖維梳理成單纖維狀態(tài)后，其中銅銨纖維為螺旋形卷曲結(jié)構(gòu)，有一空腔，空腔率為15％，纖維直徑為20～25μm，卷曲數(shù)為15個(gè)/25mm。以鋁板為零電極端，將銅銨纖維在接近鋁板方向從一個(gè)方向用擾動空氣進(jìn)行噴吹，且與噴吹角度呈180°方向間隔1min進(jìn)行抽吸，纖維沉落形成纖維網(wǎng)層，擾動風(fēng)溫為25℃，相對濕度60％，風(fēng)速為10m/min，向擾動的纖維進(jìn)行自由表面靜電線電極紡絲，在再生纖維單纖維上雜植納米纖維層。靜電紡絲條件為：以pcl為原料(mw＝2.5×10⁵g/mol)經(jīng)過真空干燥后(60℃，12h)，dmf為溶劑，溶液濃度15％，紡絲電壓65kv，接收距離15cm，線電極滑塊移動速度為0.5m/min。所得納米纖維的直徑為500～600nm，纖維為近圓形，纖維上無孔洞。納米纖維克重為0.1g/m²，控制接收有納米纖維的銅銨纖維網(wǎng)層克重為20g/m²。五層該復(fù)合過濾層通過針刺或者熱軋復(fù)合構(gòu)成過濾功能層，所述過濾功能層的結(jié)構(gòu)示意圖如圖6所示；然后在過濾功能層上、下表面復(fù)合克重為20g/m²茂金屬聚丙烯和普通聚丙烯sms非織造布保護(hù)層，得到所述復(fù)合結(jié)構(gòu)過濾氈。

本實(shí)施例所得復(fù)合結(jié)構(gòu)過濾氈對0.24μm的nacl氣溶膠的過濾效率為99％，壓力降為60pa。該過濾材料可適用于日常pm2.5空氣污染的防護(hù)。

實(shí)施例3

本實(shí)施例的一種復(fù)合結(jié)構(gòu)過濾氈，其層疊結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，由過濾功能層和包覆在過濾功能層上、下表面的保護(hù)層構(gòu)成，其中過濾功能層由具有三維卷曲結(jié)構(gòu)纖維的再生纖維層和靜電紡絲納米纖維層復(fù)合而成。所述上、下表面的保護(hù)層分別為克重為40g/m²的聚乙烯和25g/m²聚烯烴共聚物紡粘非織造布；所述再生纖維層為克重為10g/m²的波浪形卷曲結(jié)構(gòu)皂化醋酯纖維，其中皂化醋酯纖維無空腔，非圓形截面，纖維直徑為5～10μm，卷曲數(shù)為8個(gè)/25mm，所述波浪形卷曲結(jié)構(gòu)皂化醋酯纖維的結(jié)構(gòu)示意圖如圖4所示；所述納米纖維層為克重為1.0g/m²的pha纖維層，pha纖維的直徑為400～600nm，纖維為近圓形，纖維上無孔洞。

本實(shí)施例的復(fù)合結(jié)構(gòu)過濾氈通過如下方法制備：

將皂化醋酯短纖維梳理成單纖維狀態(tài)后梳理成纖維網(wǎng)層，其中皂化醋酯纖維為波浪形卷曲結(jié)構(gòu)，無空腔，非圓形截面，纖維直徑為5～10μm，卷曲數(shù)為8個(gè)/25mm，纖維網(wǎng)層克重10g/m²。以該皂化醋酯短纖維梳理網(wǎng)層為接收端，進(jìn)行離心靜電紡絲，以pha為原料(mw＝5.5×10⁵g/mol)經(jīng)過真空干燥后(60℃，8h)，dmf為溶劑，溶液濃度12％，紡絲電壓25kv，接收距離10cm，離心紡絲轉(zhuǎn)速350r/min，紡絲供液量為15g/h。所得納米纖維的直徑為400～600nm，纖維為近圓形，纖維上無孔洞。納米纖維克重為1.0g/m²。二層該復(fù)合過濾層通過針刺或者熱軋復(fù)合構(gòu)成過濾功能層，然后在過濾功能層上、下表面分別復(fù)合克重為40g/m²聚乙烯和25g/m²聚烯烴共聚物紡粘非織造布保護(hù)層，得到所述復(fù)合結(jié)構(gòu)過濾氈。

本實(shí)施例所得復(fù)合結(jié)構(gòu)過濾氈對0.24μm的nacl氣溶膠的過濾效率為99.9％，壓力降為110pa。該過濾材料優(yōu)先適用于高過濾精度要求pm2.5空氣污染的防護(hù)。

實(shí)施例4

本實(shí)施例的一種復(fù)合結(jié)構(gòu)過濾氈，其層疊結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，由過濾功能層和包覆在過濾功能層上、下表面的保護(hù)層構(gòu)成，其中過濾功能層由具有三維卷曲結(jié)構(gòu)纖維的再生纖維層和靜電紡絲納米纖維層復(fù)合而成。所述上、下表面的保護(hù)層分別為克重為15g/m²的聚丙烯sss紡粘非織造布和25g/m²聚烯烴共聚物紡粘非織造布；所述再生纖維層為克重為20g/m²的螺旋形卷曲結(jié)構(gòu)大豆蛋白纖維網(wǎng)層，其中大豆蛋白纖維無空腔，非圓形截面，纖維直徑為15～20μm，卷曲數(shù)為1個(gè)/25mm，所述納米纖維層為克重為3.0g/m²的聚酯-聚醚共聚物纖維層，聚酯-聚醚共聚物纖維的直徑為400～800nm，纖維為近圓形，纖維上無孔洞。

本實(shí)施例的復(fù)合結(jié)構(gòu)過濾氈通過如下方法制備：

將大豆蛋白短纖維梳理成單纖維狀態(tài)后梳理成纖維網(wǎng)層，其中大豆蛋白纖維為螺旋形卷曲結(jié)構(gòu)，無空腔，非圓形截面，纖維直徑為15～20μm，卷曲數(shù)為1個(gè)/25mm，纖維網(wǎng)層克重20g/m²。以該大豆短纖維梳理網(wǎng)層為接收端，進(jìn)行離心靜電紡絲，以聚酯-聚醚共聚物為原料(mw＝2.5×10⁵g/mol)經(jīng)過真空干燥后(80℃，12h)，六氟異丙醇為溶劑，溶液濃度15％，紡絲電壓35kv，接收距離10cm，離心紡絲轉(zhuǎn)速400r/min，所得納米纖維的直徑為400～800nm，紡絲供液量為12g/h。纖維為近圓形，纖維上無孔洞。納米纖維克重為3g/m²。二層該復(fù)合過濾層通過針刺或者熱軋復(fù)合構(gòu)成過濾功能層，然后在過濾功能層上、下表面分別復(fù)合克重為15g/m²聚丙烯sss紡粘非織造布和25g/m²聚烯烴共聚物紡粘非織造布，得到所述復(fù)合結(jié)構(gòu)過濾氈。

本實(shí)施例所得復(fù)合結(jié)構(gòu)過濾氈對0.24μm的nacl氣溶膠的過濾效率為99.97％，壓力降為180pa。該過濾材料優(yōu)先適用于高過濾精度要求pm2.5空氣污染的防護(hù)。

實(shí)施例5

本實(shí)施例的一種復(fù)合結(jié)構(gòu)過濾氈，其層疊結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，由過濾功能層和包覆在過濾功能層上、下表面的保護(hù)層構(gòu)成，其中過濾功能層由具有三維卷曲結(jié)構(gòu)纖維的再生纖維層和靜電紡絲納米纖維層復(fù)合而成。所述上、下表面的保護(hù)層為克重為20g/m²的聚丙烯ssmms非織造布；所述再生纖維層為z型卷曲結(jié)構(gòu)牛奶蛋白纖維單纖維，其中牛奶蛋白纖維無空腔，纖維直徑為20～25μm，卷曲數(shù)為1個(gè)/25mm，所述納米纖維層為克重為0.1g/m²的明膠纖維層，明膠纖維的直徑為200～400nm，纖維為近圓形，纖維上無孔洞。

本實(shí)施例的復(fù)合結(jié)構(gòu)過濾氈通過如下方法制備：

將牛奶蛋白短纖維梳理成單纖維狀態(tài)后，其中牛奶蛋白短纖維為z型卷曲結(jié)構(gòu)，無空腔，纖維直徑為20～25μm，卷曲數(shù)為1個(gè)/25mm。以鋁板為零電極端，將牛奶蛋白短纖維在接近鋁板方向用從一個(gè)方向用擾動空氣進(jìn)行噴吹，且與噴吹角度呈180°方向間隔1min進(jìn)行抽吸，纖維沉落形成纖維網(wǎng)層，擾動風(fēng)溫為20℃，相對濕度25％，風(fēng)速為0.5m/min，向擾動的纖維進(jìn)行針頭靜電紡絲，以明膠為原料，水為溶劑，內(nèi)加0.1％醛類交聯(lián)劑，溶液濃度15％，紡絲電壓15kv，接收距離15cm，供液量為0.5μl/h/孔。所得納米纖維的直徑為200～400nm，纖維為近圓形，纖維上無孔洞。納米纖維克重為0.1g/m²，控制接收有納米纖維的牛奶蛋白纖維網(wǎng)層克重為20g/m²。五層該復(fù)合過濾層通過針刺或者熱軋復(fù)合構(gòu)成過濾功能層，然后在過濾功能層上、下表面復(fù)合克重為20g/m²的聚丙烯ssmms非織造布，得到所述復(fù)合結(jié)構(gòu)過濾氈。

本實(shí)施例所得復(fù)合結(jié)構(gòu)過濾氈對0.24μm的nacl氣溶膠的過濾效率為99％以上，壓力降為55pa。該過濾材料可適用于日常pm2.5空氣污染的防護(hù)。

實(shí)施例6

本實(shí)施例的一種復(fù)合結(jié)構(gòu)過濾氈，其層疊結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，由過濾功能層和包覆在過濾功能層上、下表面的保護(hù)層構(gòu)成，其中過濾功能層由具有三維卷曲結(jié)構(gòu)纖維的再生纖維層和靜電紡絲納米纖維層復(fù)合而成。所述上、下表面的保護(hù)層為克重為15g/m²普通聚丙烯和聚乙烯sms非織造布；所述再生纖維層為螺旋形卷曲結(jié)構(gòu)再生纖維素纖維單纖維，且纖維有兩空腔，空腔率為20％，纖維直徑為25～30μm，卷曲數(shù)為12個(gè)/25mm，所述納米纖維層為克重為0.2g/m²的pcl纖維層，pcl纖維的直徑為400～500nm，纖維為近圓形，纖維上無孔洞。

本實(shí)施例的復(fù)合結(jié)構(gòu)過濾氈通過如下方法制備：

將再生纖維素短纖維梳理成單纖維狀態(tài)后，其中再生纖維素纖維為螺旋形卷曲結(jié)構(gòu)，有兩空腔，空腔率為20％，纖維直徑為25～30μm，卷曲數(shù)為12個(gè)/25mm。以鋁板為零電極端，將再生纖維素纖維在接近鋁板方向從一個(gè)方向用擾動空氣進(jìn)行噴吹，且與噴吹角度呈180°方向間隔1min進(jìn)行抽吸，纖維沉落形成纖維網(wǎng)層，擾動風(fēng)溫為30℃，相對濕度50％，風(fēng)速為12m/min，向擾動的纖維進(jìn)行針頭靜電紡絲，以pcl為原料(mw＝3.0×10⁵g/mol)經(jīng)過真空干燥后(60℃，12h)，氯仿為溶劑，溶液濃度10％，紡絲電壓15kv，接收距離10cm，供液量為0.5μl/h/孔。所得納米纖維的直徑為400～500nm，纖維為近圓形，纖維上無孔洞。納米纖維克重為0.2g/m²，控制接收有納米纖維的絲素纖維網(wǎng)層克重為25g/m²。五層該復(fù)合過濾層通過針刺或者熱軋復(fù)合構(gòu)成過濾功能層，然后在過濾功能層上、下表面復(fù)合克重為15g/m²普通聚丙烯和聚乙烯sms非織造布，得到所述復(fù)合結(jié)構(gòu)過濾氈。

本實(shí)施例所得復(fù)合結(jié)構(gòu)過濾氈對0.24μm的nacl氣溶膠的過濾效率為99％，壓力降為80pa。該過濾材料可適用于日常pm2.5空氣污染的防護(hù)。

實(shí)施例7

本實(shí)施例的一種復(fù)合結(jié)構(gòu)過濾氈，其層疊結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，由過濾功能層和包覆在過濾功能層上、下表面的保護(hù)層構(gòu)成，其中過濾功能層由具有三維卷曲結(jié)構(gòu)纖維的再生纖維層和靜電紡絲納米纖維層復(fù)合而成。所述上、下表面的保護(hù)層分別為克重為20g/m²的聚乙烯和30g/m²聚烯烴共聚物熱風(fēng)非織造布；所述再生纖維層為克重為15g/m²的波浪形卷曲結(jié)構(gòu)酪素纖維網(wǎng)層，其中酪素纖維空腔率為25％，圓形截面，纖維直徑為10～15μm，卷曲數(shù)為10個(gè)/25mm，所述納米纖維層為克重為1.5g/m²的pha纖維層，pha纖維的直徑為500～700nm，纖維為近圓形，纖維上無孔洞。

本實(shí)施例的復(fù)合結(jié)構(gòu)過濾氈通過如下方法制備：

將酪素短纖維梳理成單纖維狀態(tài)后梳理成纖維網(wǎng)層，其中酪素纖維為波浪形卷曲結(jié)構(gòu)，空腔率為25％，圓形截面，纖維直徑為10～15μm，卷曲數(shù)為10個(gè)/25mm，纖維網(wǎng)層克重15g/m²。以該酪素短纖維梳理網(wǎng)層為接收端，進(jìn)行離心靜電紡絲，以pha為原料(mw＝5.0×10⁵g/mol)經(jīng)過真空干燥后(60℃，8h)，dmf為溶劑，溶液濃度14％，紡絲電壓25kv，接收距離12cm，離心紡絲轉(zhuǎn)速400r/min，紡絲供液量為12g/h。所得納米纖維的直徑為500～700nm，纖維為近圓形，纖維上無孔洞。納米纖維克重為1.5g/m²。四層該復(fù)合過濾層通過針刺或者熱軋復(fù)合構(gòu)成過濾功能層，然后在過濾功能層上、下表面分別復(fù)合克重為20g/m²的聚乙烯和30g/m²聚烯烴共聚物熱風(fēng)非織造布，得到所述復(fù)合結(jié)構(gòu)過濾氈。

本實(shí)施例所得復(fù)合結(jié)構(gòu)過濾氈對0.24μm的nacl氣溶膠的過濾效率為99.9％，壓力降為120pa。該過濾材料可適用于高過濾精度要求pm2.5空氣污染的防護(hù)。

實(shí)施例8

本實(shí)施例的一種復(fù)合結(jié)構(gòu)過濾氈，其層疊結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，由過濾功能層和包覆在過濾功能層上、下表面的保護(hù)層構(gòu)成，其中過濾功能層由具有三維卷曲結(jié)構(gòu)纖維的再生纖維層和靜電紡絲納米纖維層復(fù)合而成。所述上、下表面的保護(hù)層分別為克重為20g/m²的聚丙烯sss紡粘非織造布和15g/m²茂金屬聚丙烯熱風(fēng)非織造布；所述再生纖維層為克重為25g/m²的z型卷曲結(jié)構(gòu)牛奶蛋白纖維網(wǎng)層，其中牛奶蛋白纖維無空腔，圓形截面，纖維直徑為20～25μm，卷曲數(shù)為5個(gè)/25mm，所述納米纖維層為克重為2g/m²的聚酯-酰胺共聚物纖維層，聚酯-酰胺共聚物纖維的直徑為400～700nm，纖維為近圓形，纖維上無孔洞。

本實(shí)施例的復(fù)合結(jié)構(gòu)過濾氈通過如下方法制備：

將牛奶蛋白短纖維梳理成單纖維狀態(tài)后梳理成纖維網(wǎng)層，其中牛奶蛋白纖維為z型卷曲結(jié)構(gòu)，無空腔，圓形截面，纖維直徑為20～25μm，卷曲數(shù)為5個(gè)/25mm，纖維網(wǎng)層克重25g/m²。以該牛奶短纖維梳理網(wǎng)層為接收端，進(jìn)行自由表面螺旋電極紡絲，以聚酯-酰胺共聚物為原料(mw＝3.0×10⁵g/mol)經(jīng)過真空干燥后(80℃，9h)，氯仿為溶劑，溶液濃度12％，紡絲電壓80kv，接收距離12cm，螺旋電極轉(zhuǎn)動速度15r/min。所得納米纖維的直徑為400～700nm，纖維為近圓形，纖維上無孔洞。納米纖維克重為2g/m²。二層該復(fù)合過濾層通過針刺或者熱軋復(fù)合構(gòu)成過濾功能層，然后在過濾功能層上、下表面分別復(fù)合克重為20g/m²的聚丙烯sss紡粘非織造布和15g/m²茂金屬聚丙烯熱風(fēng)非織造布，得到所述復(fù)合結(jié)構(gòu)過濾氈。

本實(shí)施例所得復(fù)合結(jié)構(gòu)過濾氈對0.24μm的nacl氣溶膠的過濾效率為99.97％，壓力降為185pa。該過濾材料可適用于高過濾精度要求pm2.5空氣污染的防護(hù)。

上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其它的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。