本發(fā)明涉及空氣過濾膜，具體為一種超疏水超親油靜電紡絲納米纖維膜制備方法。

背景技術：

1、工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境會產(chǎn)生大量直徑微小的油性顆粒物，這些顆粒物不僅對環(huán)境造成污染，而且對人體健康構成威脅。過濾技術是去除這些細小顆粒物的重要手段之一。

2、現(xiàn)有的過濾技術包括納米纖維過濾技術和靜電過濾技術，其以精細的纖維結構，不僅提供了比傳統(tǒng)機械過濾更高的顆粒攔截效率，同時由于纖維間的高孔隙率，它還能實現(xiàn)更低的過濾阻力和能耗。相較于靜電過濾技術，納米纖維材料具有更強的化學和物理穩(wěn)定性，對濕度和溫度變化的敏感性降低，從而延長其使用壽命并減少維護成本。

3、現(xiàn)有的納米纖維過濾技術雖然有較強的化學和物理穩(wěn)定性，但還存在一些不足，在工業(yè)生產(chǎn)過程中，常采用水霧進行降溫，這導致產(chǎn)生的油性顆粒物中含有水蒸氣。在這種濕潤環(huán)境下，傳統(tǒng)納米纖維膜容易吸濕結塊，影響其過濾效率和使用壽命。同時，工業(yè)車間中使用的潤滑油使得顆粒物具有較高的含油量，工業(yè)車間在過渡季節(jié)室溫經(jīng)常超過30℃，這些因素導致傳統(tǒng)納米纖維膜在實際應用中面臨性能降低和結構損傷的問題。

技術實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供了一種超疏水超親油靜電紡絲納米纖維膜制備方法，本發(fā)明的超疏水超親油靜電紡絲納米纖維膜通過其獨特的化學和物理屬性顯著提高了工業(yè)應用中的過濾效率和使用壽命。該纖維膜在高濕度和油性環(huán)境下表現(xiàn)出優(yōu)異的穩(wěn)定性，有效防止了吸濕結塊和熱損傷，減少了維護成本，同時降低了環(huán)境影響。

2、為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術方案予以實現(xiàn)：一種超疏水超親油靜電紡絲納米纖維膜制備方法，包括以下步驟：

3、將聚偏氟乙烯和含氟聚氨酯按一定比例溶解在n,n-二甲基甲酰胺溶劑中；

4、使用磁力攪拌器在控制的水浴條件下進行加熱攪拌，直至溶液均勻且呈現(xiàn)淡黃色；

5、將得到的紡絲液靜置12小時，直至紡絲液內(nèi)無氣泡；

6、采用靜電紡絲工藝，制得聚偏氟乙烯-含氟聚氨酯復合納米纖維膜。

7、優(yōu)選的，所述聚偏氟乙烯和含氟聚氨酯的比例包括：

8、聚偏氟乙烯在紡絲液中的質量濃度為10%～18%；

9、含氟聚氨酯的質量濃度為0.3%～3%。

10、優(yōu)選的，所述水浴加熱過程包括：

11、在65℃～75℃的溫度范圍內(nèi)進行；

12、持續(xù)時間為8～12小時。

13、優(yōu)選的，所述靜電紡絲條件包括：

14、設置紡絲電壓為15kv～18kv；

15、紡絲距離固定為15cm～17cm；

16、提供液體的流速為0.8ml/h～1.2ml/h。

17、優(yōu)選的，所述靜電紡絲過程包括：

18、采用滾筒接收裝置以固定的轉速收集納米纖維膜；

19、接收滾筒的轉速為550rpm～650rpm；

20、平移速度為950mm/min～1050mm/min。

21、優(yōu)選的，所述靜電紡絲過程還包括：

22、紡絲液的溫度維持在19℃～23℃；

23、濕度控制在15%～25%，以確保紡絲過程的環(huán)境穩(wěn)定性。

24、優(yōu)選的，所得超疏水超親油靜電紡絲納米纖維膜的水接觸角為140°～155°，油接觸角為0°～5°。

25、優(yōu)選的，在紡絲液的制備步驟中加入穩(wěn)定劑和ph調節(jié)劑，以調節(jié)紡絲液的黏度和穩(wěn)定性，促進納米纖維的均勻形成。

26、優(yōu)選的，納米纖維膜制備方法還包括一個后處理步驟，即將制得的納米纖維膜進行熱處理，以保持其尺寸穩(wěn)定性。

27、優(yōu)選的，所述后處理步驟包括：

28、熱處理的溫度范圍為100℃～150℃；

29、持續(xù)時間為2小時～4小時。

30、本發(fā)明提供了一種超疏水超親油靜電紡絲納米纖維膜制備方法。具備以下有益效果：

31、1、本發(fā)明的超疏水超親油靜電紡絲納米纖維膜展示出顯著的化學和物理穩(wěn)定性，即使在高濕度和高油含量的工業(yè)環(huán)境中也能維持高效的過濾性能。其結構不易因吸濕而結塊，有效延長了過濾材料的使用壽命，降低了更換頻率和維護成本。

32、2、該納米纖維膜的制備方法使得材料具備優(yōu)越的熱穩(wěn)定性，能夠承受常見工業(yè)環(huán)境中的溫度波動，尤其是在超過30℃的高溫條件下，纖維膜的性能和結構依然穩(wěn)定，解決了傳統(tǒng)納米纖維材料在實際應用中的性能下降問題。

33、3、本發(fā)明的納米纖維膜由于其超親油和超疏水特性，可以更有效地分離油水混合物，減少工業(yè)排放中油性顆粒物對環(huán)境的污染。此外，改進的纖維膜設計減少了能耗和過濾阻力，進一步降低了過濾過程的環(huán)境負擔。

技術特征：

1.一種超疏水超親油靜電紡絲納米纖維膜制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權利要求1所述的一種超疏水超親油靜電紡絲納米纖維膜制備方法，其特征在于，所述聚偏氟乙烯和含氟聚氨酯的比例包括：

3.根據(jù)權利要求1所述的一種超疏水超親油靜電紡絲納米纖維膜制備方法，其特征在于，所述水浴加熱過程包括：

4.根據(jù)權利要求1所述的一種超疏水超親油靜電紡絲納米纖維膜制備方法，其特征在于，所述靜電紡絲條件包括：

5.根據(jù)權利要求1所述的一種超疏水超親油靜電紡絲納米纖維膜制備方法，其特征在于，所述靜電紡絲過程包括：

6.根據(jù)權利要求1所述的一種超疏水超親油靜電紡絲納米纖維膜制備方法，其特征在于，所述靜電紡絲過程還包括：

7.根據(jù)權利要求1所述的一種超疏水超親油靜電紡絲納米纖維膜制備方法，其特征在于，所得超疏水超親油靜電紡絲納米纖維膜的水接觸角為140°～155°，油接觸角為0°～5°。

8.根據(jù)權利要求1所述的一種超疏水超親油靜電紡絲納米纖維膜制備方法，其特征在于，在紡絲液的制備步驟中加入穩(wěn)定劑和ph調節(jié)劑，以調節(jié)紡絲液的黏度和穩(wěn)定性，促進納米纖維的均勻形成。

9.根據(jù)權利要求1所述的一種超疏水超親油靜電紡絲納米纖維膜制備方法，其特征在于，納米纖維膜制備方法還包括一個后處理步驟，即將制得的納米纖維膜進行熱處理，以保持其尺寸穩(wěn)定性。

10.根據(jù)權利要求9所述的一種超疏水超親油靜電紡絲納米纖維膜制備方法，其特征在于，所述后處理步驟包括：

技術總結
本發(fā)明涉及空氣過濾膜技術領域，公開了一種超疏水超親油靜電紡絲納米纖維膜制備方法，包括以下步驟：將聚偏氟乙烯和含氟聚氨酯按一定比例溶解在N,N?二甲基甲酰胺溶劑中；使用磁力攪拌器在控制的水浴條件下進行加熱攪拌，直至溶液均勻且呈現(xiàn)淡黃色；將得到的紡絲液靜置12小時，直至紡絲液內(nèi)無氣泡；采用靜電紡絲工藝，制得聚偏氟乙烯?含氟聚氨酯復合納米纖維膜，所述聚偏氟乙烯和含氟聚氨酯的比例包括：聚偏氟乙烯在紡絲液中的質量濃度為10%～18%。本發(fā)明的超疏水超親油納米纖維膜在高濕度和油性環(huán)境下展現(xiàn)出色穩(wěn)定性，顯著提升了工業(yè)過濾效率和壽命，有效減少吸濕結塊和熱損傷，降低了維護成本和環(huán)境影響。

技術研發(fā)人員：吳延鵬
受保護的技術使用者：北京科技大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/23