DOI: 10.1177/1558925020982569
納米纖維膜由于具有較高的比表面積而被廣泛應用于超濾和微濾領域。但是,納米纖維膜的強度不足以承受作用在過濾器表面的力,特別是當使用孔隙率非常低的膜時。在這項研究中,通過靜電紡絲和溶劑澆鑄技術制備了PVC納米纖維墊和納米纖維復合膜。通過掃描電子顯微鏡(SEM)、孔隙度測定和拉伸強度試驗對膜進行了表征。分析表明,電紡墊具有不同的孔徑(納米至微米),其頻率隨纖維直徑的變化而變化。此外,還確定了由低溶液濃度制成的墊子包含最多的孔。纖維墊的拉伸強度隨纖維堆積密度、纖維組分以及纖維間接觸點密度的變化而變化。納米纖維復合膜的拉伸性能介于組分的拉伸性能之間,并且隨著納米纖維層厚度的變化而改變。所制備的納米纖維復合膜可用于空氣超濾、聲波過濾等應用。電紡納米纖維墊的高孔隙率和小網孔尺寸可從污染的空氣、水或其他介質中去除超細顆粒或微生物。
圖1.靜電紡絲設置。
圖2.納米纖維墊和納米纖維復合材料制備和試驗的實驗計劃。
圖3.拉伸試驗樣品夾持試驗。
圖4.納米纖維復合材料在(a)超濾池和(b)吸聲池中的應用示意圖。
圖5.PVC納米纖維墊在(a)12%,(b)14%和(c)16%溶液濃度下的SEM,及其相應的纖維直徑分布和平均纖維直徑。
圖6.納米纖維復合材料橫截面的SEM顯微照片。
圖7.電紡納米纖維墊的孔徑頻率分布。
圖8.單軸載荷下的納米纖維墊。
圖9.納米纖維墊和澆鑄微厚度薄膜的應力-應變曲線。
圖10.納米纖維墊和膜的拉伸強度比與納米纖維直徑的關系。
圖11.PVC納米纖維復合材料的應力-應變曲線和拉伸測試膜破裂的相應圖像。
圖12.納米纖維復合材料的實驗和理論拉伸強度值與納米纖維墊體積分數的關系。