今天是:  
   
 
 
 
 
网站首页 公司简介 静电齐博登陆页面 扭炬传感器 产品知识 在线留言 联系我们 销售网络
 
 
新闻中心  
 
静电齐博登陆页面用途广泛

返回上一页

静电纺丝技术被公认为是近年来发展非常快的制备微纳米纤维的技术,已经有商品化规模生产的设备出现,这对促进纳米纤维的应用和快速发展提供了非常有利的条件,静电纺丝技术应用领域非常广泛,随着这项技术产业化的不断实施,必将带来纳米纤维及其制品应用领域的快速发展,是一个非常值得关注的领域。1.1 静电纺丝技术发展历史静电纺丝又称为电纺(Electrospinning)是聚合物溶液或熔体在静电作用下进行喷射拉伸而获得纳米级纤维的技术,即将直流高压施加于聚合物溶液或熔体与收集装置之间,使聚合物溶液或熔体带上几千至上万伏高压静电,当电场力足够大时,带电的聚合物液滴克服表面张力形成喷射细流,细流在喷射过程中随溶剂蒸发或冷却凝固而固化,最终落在收集装置上,形成类似无纺布的纤维毡,其纳米纤维直径一般在几十纳米(nm)至及微米(μm)之间。1934年美国工程师A. Formhals 在静电力的作用下,实现了醋酸纤维素(CA)溶液的电纺丝,诞生了首个电纺丝专利(A. Formhals,US patent 1975504,1934)。到20世纪80年代,尤其是近10年来,随着纳米技术的发展,静电纺丝技术备受关注,90年代初美国阿克伦大学的 D. H. Reneker 等对静电纺丝进行了大量实验工作和深入的理论研究,开发成功了这种制备纳米纤维的新技术—静电纺丝技术。此后电纺丝技术获得了快速发展,并且已经成为当前纳米纤维的主要制备方法。纳米纤维是指直径l~100 nm的纤维,广义地说,零维或一维纳米材料与三维纳米材料复合而制得的传统纤维,也可以称为纳米复合纤维。纳米纤维最大的特点就是比表面积大,导致其表面能和活性的增大,从而产生了小尺寸效应、表面或界面效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等,在化学、物理(热、光、电磁等)性质方面表现出特异性。纳米纤维广泛应用在服装、食品、医药、能源、电子、造纸、航空等领域。 纳米纤维的纺制方法主要有静电纺丝法、复合纺丝法、分子喷丝板法、生物合成法、化学合成法、蜘蛛丝法、碳纳米管法、细菌纤维素法等。其中静电纺丝技术是目前制备纳米纤维最重要的基本方法之一。近年来,静电纺丝技术取得了巨大的进步。据2007年米兰静电纺丝技术研讨会报道,美国Dupont(杜邦)公司和Zyvex公司、德国Sandler公司及捷克Elmarco公司等8家公司的静电纺丝装置已经完成了商业化运转。纳米纤维有多种成型方法,如静电纺丝法、熔喷法以及闪纺法(杜邦公司的Tyvek®产品)等,其产品均呈无纺布形式,而使用双组分复合纺丝法可得到长丝纱。表1为几种主要的已产业化的纳米纤维技术的工艺特征。表1 几种主要的纳米纤维技术的工艺特征纤维直径(nm)成型效率(g/min)静电纺丝法50 ~ 300<0.01(单喷射组件)熔喷法350 ~ 10000.20 ~ 0.80(100孔/寸)原纤化法<10001 500(反应器)双组分复合纺丝法1500.10 ~ 1.00(纺丝单元)此外,静电纺丝可采用涂敷方式,即在诸如纸质物、金属、玻璃、聚合物薄膜、木质物以及任何具有挠性或刚性的物体表面形成涂层。涂敷层单层克重为0.25 ~ 0.75 g/m2,最低可达0.015 g/m2,厚度约为250 nm。纳米纤维的成型效率和成网强度在很大程度上取决于喷射组件与收集装置间的电场强度。1.2 静电纺丝技术国内外最新进展:目前电纺技术已经用于几十种不同的高分子,如聚酯、尼龙、聚乙烯醇等柔性高分子的电纺、聚氨酯弹性体的电纺、液晶态的刚性高分子聚对苯二甲酰对苯二胺的电纺等。此外,包括蚕丝、蜘蛛丝在内的蛋白质和核酸(DNA)等生物大分子也可以进行电纺。单纤维的直径可以随加工条件而变化,典型的电纺纤维的直径为40 nm~2 μm。目前的电纺技术在推广上存在一定技术问题,主要是由于静电齐博登陆页面设计的构型,此法得到的只能是非织造布;目前静电齐博登陆页面的产量很低,其产量典型值为1 mg/h~l g/h的范围,难以大规模应用;由于多数条件下静电纺丝中的拉伸速率较低,纺丝流程很短,因此在这一过程中高分子取向发展不完善,结果使得电纺纳米纤维的强度较低。随着人们对纳米技术的广泛关注,静电纺丝法近十年来获得了快速发展。目前,该技术已广泛应用于数十种高聚物,包括传统成纤聚合物PET、PA、PVA、PU(聚氨酯弹性体),具有液晶态刚性高分子的聚合物聚对苯二甲酰对苯二胺以及包括蚕丝、蜘蛛丝在内的蛋白质和核酸(DNA)等生物大分子、纤维素溶液等可以进行电纺。目前的电纺技术在推广上存在一定技术问题。主要是:①静电齐博登陆页面设计的构型得到的只能是无纺布;②静电纺丝的产量很低,其产量典型值为1 mg/h~l g/h的范围,难以大规模应用;③静电纺丝过程中的拉伸速率较低,纺丝流程很短,因此在这一过程中高分子取向发展不完善,结果使得电纺纳米纤维的强度较低。而国内外近年来电纺纤维生产技术已经有了突飞猛进的发展,列示如下:⑴北京化工大学杨卫民教授的英蓝实验室对熔体静电纺丝进行了大量研究,自行研制的高效率熔体静电纺丝装置制得的PP 纤维,纺丝电压40KV,接收距离13cm,纺丝温度250℃,纺丝原料PP 的熔体流动速率为1000g/10min,纤维的平均直径为7.4μm,其单台设备的产量已达6.5kg/h。⑵静电纺丝技术是公认的一种制备超细纤维的简单有效的方法,与熔喷技术相比,熔体静电纺丝技术的设备要简单的多,因而研究其代替熔喷技术具有较大的工业价值。⑶杜邦公司研制的混合膜材由常规无纺布与多孔膜制得,其中膜组分使用的静电纺长丝网的单纤直径为100 ~ 1000 nm,该产品作为滤材可以捕集亚微米粒子。⑷德国Nanoval公司开发的NanovalTM工艺可以纺制纳米级纤维网。该法具有潜在生产率高,能耗低(仅为熔喷法的1/5)的优点,具有巨大的商业化价值。⑸Nanostatic公司开发了幅宽为1 ~ 2 m的静电纺丝设备,设备的运行速度达到100 m/min。⑹美国Donaldson(唐纳森)公司以PA为原料,在幅宽650 mm的静电纺丝设备上成功纺制出纤维直径为200 ~ 1000 nm的纤维网。该公司还声称能纺制直径为50 nm的产品。⑺德国亚琛工业大学(RWTH Aachen)齐博国际技术研究所以PCL(聚己内酯)原料,于静电纺丝装置上纺制纳米级PCL纤维。⑻美国Hills(希尔)公司在开发熔喷法纳米纤维方面也取得了重大进展。该公司制得的均聚物纳米纤网的单纤平均直径小于250 nm,而且直径为50 ~ 400 nm的纤维占90 %以上。目前,Hills公司已完成并列型(S/S),多组分(A-B-A)复合纳米纤维试验,其单模头生产线的产能为1.6 kg/h,预计商业化后可提高至12 kg/h。为了在合理的生产率下生产出这种超细纤维,其特殊模头采用的喷丝板孔数达到100 孔/英寸或者更高,同时其长径比也极大。这些工艺条件使熔喷纤维达到了只有静电纺丝才能达到的纤度。 熔喷法纳米纤维的加工基本沿用传统熔融纺丝技术,不需要溶剂处理过程,具有高效率、低成本、易规模化生产的优势。它具有规模化纺制纳米纤维的潜力。因此,熔喷法工艺正成为纺制纳米纤维的重要方法之一,如瑞士Rieter(立达)公司已建成单模头熔喷法纳米纤维装置,纤维网的单纤直径只有500 nm。常规熔喷法生产的非织造布网片的单纤平均直径约为1 μm,但在纺制超细旦纤维时,纺丝组件每孔的熔体挤出速率降低,造成纺丝压力发生变化,影响纤维网片的均匀性。因此,在生产超细纤维时要保持较低的聚合物粘度,一般MFI(熔体流动指数)的指标为1 500 ~ 1 800。为确保良好纤维网均匀度,纺丝组件压力控制在3.5 MPa左右。在熔体挤出速率较低,纺丝组件熔压稳定的工艺条件下,对纺丝板孔的设计要求十分严格。通常,纺丝孔径为0.10 ~ 0.12 mm时,长径比为15 ~ 100,孔密度>100 孔/英寸。⑼2004年捷克利贝雷茨技术大学正式宣告该大学与爱勒马公司合作生产的纳米纤维齐博登陆页面“纳米蜘蛛”问世,为纳米纤维工业化生产奠定了基础。捷克Elmarco公司研究开发的全球第一条静电纺丝法制纳米纤维生产线已投放市场,并已向日本、美国等国家出售了近12套。Nanospider技术将开辟超薄无纺布产品的应用新领域。⑽我国国内的中科院长春应用化学所利用静电纺丝法将PLGA(聚乳酸-聚羟基乙酸共聚物)制成了纳米纤维网;苏州大学采用静电纺丝工艺,成功纺制出了再生丝素与PVA的共混纳米纤维;东华大学以PAN和纤维素醋酸酯原料,DMF为溶剂,通过静电纺丝工艺制得了多孔PAN纳米纤维网。 2. 静电纺纳米纤维的性能及应用2.1 纳米纤维的特性纳米纤维具有精细的结构、它拥有极大的比表面积、极高的孔隙率、极好的柔韧性、吸附性、过滤性、粘合性和保温性,这些优良的性能使纳米纤维广泛应用于国防、医药、化工和电子等诸多领域。静电纺丝是制备纳米纤维及其无纺布最简单易行、投资小、也是最重要的方法之一。静电纺丝依纺丝液的制备方法可分为溶液法静电纺丝(S-ESP)和熔融法静电纺丝(M-ESP)两种。目前世界上已有上百种聚合物采用溶液法静电纺丝技术成功制得了纳米纤维及其非织造布。溶液静电纺丝虽然可以纺出小至几十纳米的纤维,但溶剂的使用使它出现了一系列的问题:①溶剂的回收问题;②应用于生物医药领域的安全问题;③一些聚合物如聚丙烯和聚乙烯,在室温下找不到适当的溶剂配成溶液;④溶剂的蒸发导致纤维表面不光滑,甚至出现缺陷;⑤产量低,一般为0.6g/h;⑥90%以上的溶液都以溶剂的形式蒸发掉;昂贵溶剂的使用会增加成本;⑦喷丝孔容易堵塞,影响连续纺丝等。熔体静电纺丝不需要溶剂就可以纺丝,与溶液静电纺丝相比,它的研究价值更大,更有可能使静电纺丝技术走向工业化。与熔喷技术相比,熔体静电纺丝技术的设备要简单的多,因而研究其代替熔喷技术具有较大的工业价值。熔体静电纺丝纤维直径分布均匀,纤维表面相当光滑,与熔喷纤维相比其纤维质量要好得多。用熔体静电纺丝法制备非织造材料可以得到更细的纤维、更好的过滤性能,使非织造布的表面更柔软,手感更好。目前关于静电纺丝的研究大多集中在溶液静电纺丝方面,对于熔体静电纺丝,由于其装置相对溶液静电纺丝复杂,而且其纺得的纤维比溶液静电纺丝纺得的纤维粗,因而对于它的研究相对较少。 2.2静电纺丝技术的应用随着20世纪80年代纳米材料的发展,特别是纳米材料的表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等性能,使其在许多方面都具有其它材料无法比拟的优点,纳米纤维已经成为当前研究的热点。其中最为引人注目就是高压静电纺丝法制备的纳米纤维无纺布及微孔膜的应用。该材料具有手感柔软、强度大、蓬松度高、保暖性能好、过滤效率高等特点,能够广泛应用于高效低阻过滤材料:如普通中央空调、家用中央空调过滤材料、电子工业中的空气过滤、重金属废水过滤材料等;医用材料,如无菌室滤布、抗菌防尘口罩和防SARS、甲型(H1N1)流感等医用隔离服及口罩;军用保暖材料、保健材料:被褥、枕头、防寒服等新型保暖填充材料;还可应用于吸油材料、汽车滤清器、油水分离等领域。无纺布产业被认为是21世纪的朝阳产业,由于新型纤维和差别化纤维材料不断推出及高新技术的渗透,使其在建筑、医疗卫生、环保、服装、汽车、航空航天等行业得到广泛应用,是重要的产业用齐博国际品,与相同用途的产品相比具有高附加值和高效益的竞争优势,产业发展势头迅猛。无纺布于1870年首先在英国开始工业化生产,20世纪50年代开始大量发展,20世纪90年代开始得到了迅猛发展,到2006年已达到563万吨,2002-2006年平均以7.6%的速度增长,2007年以来受各种因素影响增速变缓,但世界无纺布需求的增长率始终高于全球经济的增长,预计2010年世界产量将达到700万吨。世界非织造布的生产主要集中在北美、西欧和东亚地区,主要生产国为美国、中国、日本、韩国、中国台湾省、印度尼西亚、马来西亚、泰国和菲律宾等,约占全球非织造布总产量的66%以上。美国是最大的非织造布生产国,约占全球产量的41%左右,西欧占30%,日本占8%,中国占3.5%,其它地区约占17.5%。到2001年年底,中国已拥有各种非织造布生产线1980条,生产量达到55.9万吨,排名世界第二位,每年以8-10%高速增长,2008年中国纺粘法非织造布年总生产能力达到112.09万吨,比上年增长19.3%,稳居世界纺粘大国地位。目前行业内产量超万吨级的企业已有21家之多,全国非织造布产量主要分布在浙江、山东、江苏、福建、广东、河南、上海等省市。中国非织造布业未来还有很大的增长潜力,其市场消费量将增加到全球的20%以上。全球范围内用于非织造布生产的纤维中有约63%为聚丙烯、23%为聚酯、8%为粘胶、2%为丙烯酸纤维、1.5%为聚酰胺、2.5%为其他纤维。2.2.1传统熔喷无纺布应用领域静电纺丝成本低廉,易于规模化生产,所以以超细纤维无纺布的特点完全可以进入传统无纺布的应用领域。这些领域包括:①卫生、医疗用非织造布:小孩尿不湿、卫生护垫、卫生巾等一次性卫生用布、手术隔离衣、防护服、消毒包布、口罩、民用抹布、擦拭布、湿面巾、柔巾卷及美容用品等;②家庭装饰用非织造布:沙发、椅子的包布和填充料、贴墙布、台布、床单、床罩等;③建筑物结构材料:包括沥青、橡胶屋顶材料;④齐博国际服装用非织造布:防雨、防晒制品、箱包、衬里、粘合衬、絮片、定型棉、各种合成革底布、围腰围裙等;⑤工业及水利、路基用非织造布:过滤材料、抛光材料、绝缘材料、隔热材料、吸音材料、水泥包装袋、土工布、包覆布、汽车装饰用布等;⑥军事用非织造布:利用无纺布吸收、吸附能力强的特点,可以做军用特种擦拭巾用于消毒;⑦农业用非织造布:温室遮阳布、作物保护布、育秧布、灌溉布、保温幕帘、草坪保湿布、杂草防护布等;⑧其它非织造布:地毯用底布、太空棉、吸油毡、烟过滤嘴、袋包(如超市环保购物袋 、广告袋、手提袋、茶袋等)。2.2.2 纤维无纺布高效过滤材料1993年世界纤维材料型过滤体系与过滤器件的市场总额已经达到20亿美元,预计2003年总额将超过40亿美元,其中过滤介质,也就是纤维材料制成的过滤系统要占销售额的3/4以上,而且随着时间推移其比重仍在上升。我国的非织造布过滤材料起步于60年代末70年代初,采用的是湿法和化学粘合法加工技术,针刺法、纺粘法、熔喷法等加工技术则出现较晚。我国过滤材料的需求量每年以两位数的速度增长,且对滤材的要求也越来越高,要求获得更好的过滤效率。传统过滤材料普遍存在着过滤效率、滤层阻力及粉尘粒度等不同的缺点,都需要我们创造新型的过滤材料。随着20世纪80年代纳米材料的发展,特别是纳米材料的表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等性能,使其在许多方面都具有其它材料无法比拟的优点,纳米纤维已经成为当前研究的热点。与普通規格的纤维相比,亚微米等級的小直徑纤维在相同的过滤条件压降下,其过滤效率明显提升。目前已有厂商将纳米尺寸纤维应用在滤材产业,並有商业化產品问世。应用不同纤维直径所產出的濾材可以精密的控制不同的过滤孔径,而唯有纳米纤维尺寸做成的濾材才能设计成拦截分子級的粒子。以静电纺丝所產出的直径250nm纤维在消费性及防御性產品的应用已經超过20年历史,静电纺丝所生产的纳米纤维可以比熔融纺丝所纺出的最细纤维还低5-10倍。以 Donaldson公司所生產的Ultra-WebR为例已經可以使用在无纺布上,並且广泛应用在过滤工业。由于直径500nm以下的纤维强度很差,通常都是将静电纺丝的纳米纤维覆蓋在纤维素纤维基材上作为空气过滤应用。前述商业应用所用的纳米纤维直径在250nm,而纤维素基材所用的纤维素纤维直径則是超过10μm。将纳米纤网与熔喷非织造布复合,能最大限度地强化复合制品的液体浸蚀性,并明显改善复合产品的空气阻隔和透气性能。静电纺纳米纤维网与常规熔喷非织造布(MB)和纺粘非织造布(SB)相比有两个基本相似点:一是均为流动相聚合物,采用一步法直接成网;另一个是纤维中无任何添加剂,也无需使用粘合剂。三者的相关技术特征如表2所示。表2 静电纺纳米纤网/MB/SB的技术特征纤维直径(μm)面密度(g/m2)备注静电纺纳米纤网0.050.02 ~ 0.50纤维比重以1计算熔喷非织造布(MB)25 ~ 200纺粘非织造布(SB)28 ~ 350图 1是Donaldson公司所生產的含纳米纤维复合材料,該公司宣称此应用可以比一般熔融纺无纺布多过滤出2.5倍的灰尘。在不影响滲透效能的情況下,纳米纤维尺寸所制成的滤材可明显提升过滤效率。经过多次实验室測試及实际操作环境下的验证,纳米纤维滤材除了可以提升过滤效能外,还可以提升滤材寿命,所以纳米纤维过滤基材可以使用在更多的应用环境及污染源范围。 图1 Donaldson公司所生產的含纳米纤维复合材料国内外现有的过滤材料只能净化10μm左右及大于10μm的颗粒。而颗粒物直径<10μm的称为可吸入颗粒物(PM10),可以通过呼吸进入人体的上、下呼吸道。尤其是直径<2.5μm的细颗粒物(PM2.5),可通过上、下呼吸道,到达肺部沉积,甚至通过肺部进入人体血液,加之细颗粒物上富集了重金属、酸性氧化物、有机污染物(如多环芳烃等),并且是细菌、病毒和真菌的载体,因此,气溶胶对人体的健康带来了重大威胁。静电纺丝是一种制造纳米和超细纤维的重要方法,静电纺丝吸附过滤材料具有带静电、纤维直径小、比表面积大、单位面积质量轻、过滤精度高的特点,有报导,采用CPVC树脂、PA树脂进行静电纺丝与其它大直径无纺布制成的复合过滤口罩(重量只有10克,2-3层)1-2μm细颗粒的去除率可达100%。还有报导,用CPVC树脂静电纺丝制成负电型的膜材料,由于水中砷多以阴离子形式存在,根据donnan平衡原理,砷阴离子被阻于膜材料的一侧不能通过,而无砷水则透过膜,从而达到分离重金属砷的目的。过滤后水中Sb的浓度为0.03 mg.L-1,去除率达到70%,已经低于国家饮用水标准(0.05 mg.L-1)。2.2.3微纳米纤维保暖材料及吸油材料微纳米无纺布材料纤维特别细,孔径小,孔率高,因而手感柔软,具有非常好的抗风能力,且透气性能良好,重量非常轻,是十分忧异的保暖材料。美国3M公司开发的一系列以熔喷布为主体的产品已在世界流行,这种保暖材料的基本组成是65%左右的PP熔喷纤维和35%的粗旦三维卷曲PET纤维,加入的粗旦PET纤维解决了其蓬松性的问题.据称,该产品的保暖性是羽绒的l .5倍,结构亦是仿羽绒的.天津泰达的生态棉实际上就是熔喷纤维构成的.它是一种在二层熔喷布之间具有间隔叠层特殊结构的絮片,因而具有更多的空隙,使其保暖性能更好。生态棉已成为全国知名品牌,受到军队后勤部门的青睐.泰达的熔喷纤维掀起了中国熔喷非织造布发展的高潮.之后,江阴金凤,安徽奥宏及北京贝斯特等企业均有投入保暖材料领域的研发工作.熔喷无纺布保暖材料在国内民用市场有不可限量的发展前景.聚丙烯微纳米无纺布的多微孔性与疏水性使其成为吸油材料与揩布的天生候选者,其吸油量可以达到本身重量的20-50倍,具有吸油速度快,吸油后能长期保持,于水面上不变形,水油置换性能好.可以反复使用长期存放等特点,受到这一领域的欢迎.日本等国已广泛利用微纳米无纺布吸油材料进行工厂设备泄油治理.海洋环境保护,污水治理以及其它油料溢出和油污治理等,并都有具体法规,要求船只和海港必须配置一定数量微纳米无纺布吸油材料以防止环境污染。这已引起我国相关方面的广泛重视,据称一些海港都已开始备有一些微纳米无纺布类吸油絮垫,吸油栅,吸油带等产品,以备必要时之用。另外一些饭店,甚至包括家庭用途的吸油产品也在逐步推广.2.2.4 膜分离技术应用膜分离技术被认为是“21世纪的水处理技术”,是一大类技术的总称。主要包括微滤、超滤、纳滤和反渗透等几类。这些膜分离产品均是利用特殊制造的多孔材料的拦截能力,以物理截留的方式去除水中一定颗粒大小的杂质。按分离物质的大小,将膜过滤技术分为微滤(MF)、超滤(UF)、反渗透(RO)和纳滤(NF)等,在工业循环冷却水系统中,大多选用正压微滤(MF)分离,孔径选用0.05—2.0微米(μm)为宜。据了解,膜分离技术已被广泛应用于化工、能源、石油、医药、生物、环保、水处理等诸多领域,受到各国的高度重视。据专家预测,膜分离产业在全球保持了8%的增长率,在我国也有相当广阔的应用前景。2015年,我国膜市场需求可望超过200亿元,将占到世界总量的10%~15%,并以每年20%的速度增长。近几年,我国对膜技术市场需求空前旺盛。“十一五”期间,我国在供水、污水处理、中水回用和排水、水污染防治等方面的总投资超过1万亿元,全国新建污水处理厂1000多座,到2010年我国城市污水处理率将达到70%以上。在水处理技术方面,膜分离技术是水资源再利用及保障水质最有效的解决途径。国内70%左右的反渗透膜用于锅炉水处理,特别是中高压锅炉给水处理领域。今后反渗透膜将转向多元化发展,市场将从使用井水、地表水、生产工业纯水向再生水回用、工业及市政污水处理、海水淡化等领域扩散;抗污染膜及海水淡化膜的需求量正稳步上升;伴随着市场需求、技术进步及反渗透膜应用的带动,超滤、微滤膜在过滤、脱浊市场所占比重正在逐年提高,增长速度有望超过反渗透膜。2030年中国人口将达到16亿,预计用水总量为7000亿~8000亿立方米,要求供水能力比现在增长1300亿~2300亿立方米,全国实际可利用水资源量已经接近合理利用水量上限,因此开发新的水资源如进行海水淡化势在必行。而目前采用反渗透膜进行海水淡化是最经济、清洁的方法。此外,近年来我国废水、污水排放量以每年18亿吨的速度增加,全国工业废水和生活污水每天的排放量近1.64亿吨,其中约80%未经处理直接排入水域,因此我国环保水处理方面对膜应用的需求量很大,将成为水工业增长潜力最大的领域。2008年国产反渗透膜脱盐率已达到99.7%,属于国际尖端水平,国产反渗透膜国内市场占有率达到10%。我国在全球范围内首创PVC合金中空纤维膜技术,填补了国际空白,已成为饮用水深度处理的主流技术;中国蓝星、杭州水处理中心、北京时代沃顿、天津膜天膜、海南立升以及山东招金膜天等企业能够生产高性能的超滤膜,并且在国内许多重大工程中成功应用。福建大拇指环保科技采用膜生物反应器实现了工业废水零排放工程;福建威士邦膜科技将膜生物反应器与反渗透工艺结合,对大型印染企业的印染废水二沉池出水进行深度处理,实现了印染废水的循环回用,项目在国内属首创;福州福龙膜科技和福州大学合作,制备变压器在线监测用新型油气分离膜气体采集装置,取代我国电力行业油气分离膜长期依赖进口等。膜滤法是新兴高效分离技术,一般说,对于浊度和细菌可用微孔精滤膜去除,例如大同市水司曾用中孔纤维膜微滤设备对水库微污染水进行了试验,出水浊度0.1 NTU,细菌总数趋于0等;对于病毒、天然有机物,可用超滤膜去除;纳滤膜可去除水中的钙、镁离子、消毒副产物、农药、表面活性剂等;反渗透膜可去除更小的无机离子与有机物等。海南立升公司研制的超滤膜,膜的过滤孔径只有0.01微米,是头发丝的万分之一。细菌和微生物的直径都大于0.1微米,比超滤膜孔径大10倍以上,洁净水在渗出超滤膜的同时,超滤膜把污水所携带的所有细菌和微生物都挡在了膜外,经过超滤膜过滤的水可以直接饮用。海南立升公司制成了质优价廉的超滤膜,价格是国外产品的三分之一,水渗透所需的工作压力仅为半公斤。这种超滤膜产品有力地推动了农村的改水工程,一个水箱、一个小水泵,一个装有超滤膜的过滤器,就能使几户、几十户、上百户村民用上高质量的自来水。2.2.5 纳米纤维锂离子电池隔膜锂离子电池隔膜是一种多孔的薄膜,隔膜正负极防止电池内部短路,但是允许离子流快速通过,从而完成在电化学充放电过程中锂离子在正负极之间的快速传输。目前商品化的锂离子电池隔膜主要来自欧、美、日等国的一些公司,如Celgard、Ube、Asahi、Tonen、Mitsui、Chemicals、Polypore/Membrana和Fntek。主要制作工艺分为干法(精密拉伸)和湿法(相转化)两种。生产厚度在20-40μm之间,孔隙率在40%左右的聚乙烯或聚丙烯薄膜。随着数码电子设备、移动通讯3G时代的到来,小型锂离子二次电池在世界范围内的需求非常巨大;而动力锂离子电池由于在电动工具、机器人、电动汽车/混合动力汽车、航空航天、国防军工等诸多领域的重要应用,其发展已上升到国家战略需求的高度。目前,我国已成为世界锂离子电池的生产大国,2005年生产各类锂离子电池9亿只,2008年将突破10亿只,每年需要大量的隔膜材料。我国没有自己的高品质隔膜产品,每年需花费数十亿人民币用于进口。居高的隔膜价格(20~60元/m2)是降低锂离子电池成本的主要难题。可以预见,在未来的二十年中,高性能、低成本的锂离子动力电池隔膜会有很大的市场需求。十几年来,为解决锂离子电池隔膜国产化的问题,国家和地方都做出了较大的投入。针对PE、PP拉伸膜来进行研发。但是时至今日,还没有证据表明我国有某一家企业真正掌握了生产高品质PP/PE拉伸膜(微孔)的工艺技术。目前国内生产的一些拉伸膜样品与国外产品相比,在质量和整体工艺水平方面还存在着明显的差距。 目前我国利用静电纺丝技术已经开发出了具有生产价值的多喷头制备技术;开发出了网状纳米纤维膜的制备方法,孔隙率在40-75%内可控;14C放电时电池能量保持率高达74.4%(同样条件下采用日本宇部隔膜装配的电池能量保持率仅13.8%)。经十八所检测中心检测,采用纳米纤维隔膜装配的锂离子电池的循环性能、热稳定性、高倍率放电性能优异,明显优于国外隔膜产品。纳米纤维复合隔膜的制备工艺相对于拉伸膜工艺简单很多;高孔隙率、高吸液量、低电阻、厚度与孔隙率无直接关联、热稳定性好、高倍率放电性能突出是其显著的特色。http://www.fangsiji.net 静电纺丝是制备纳米纤维和各种功能性薄膜材料的有力手段。用以制备锂离子电池隔膜,最大的优势是可以方便地调整电纺工艺参数,有效地改变薄膜的孔隙率、纤维直径、孔径、厚度等重要特性以适应应用中的实际需要。这一特性是其他方法无法比拟的。以拉伸法制备PP/PE薄膜为例,要增大孔隙率而保持薄膜厚度不变是很不容易的。 在锂离子电池电极片表面直接以静电纺丝的方法喷涂隔膜,在制备隔膜的过程同时完成了隔膜与电极片的装配过程,这一技术无疑是锂离子电池制作工艺上的重要革新,也是其他工艺无法比拟的特色。把隔膜直接喷涂在电极片表面,隔膜和电极片之间不再会有相对的滑动和错位,紧密的接触可以在很大程度上降低电池的内阻,在电池发热时抑制隔膜的收缩,从而提高电池的安全性和整体性能。现在我们已经可以根据电极片的尺寸设计合理的喷涂方式,在其表面喷涂均匀的隔膜材料。2.2.6阴阳离子电池隔膜阴阳离子交换膜的常规制备方法是:首先将含有苯基的相应高分子溶液流延制成膜,然后磺化便制成阳离子交换膜;或将膜氯甲基化,再胺化便制成阴离子交换膜。文献中介绍的一种方法是将PVDF配成溶液,而后进行静电纺丝,切成5cm的短切纤维束,浸入浓度为1克分子/升的KOH-乙醇溶液中,使PVDF分子部分脱氟化氢形成双键。取出水洗至中性,甩干,放入苯乙烯的四氢呋喃溶液中,氮气保护下同时搅拌10分钟,然后加入引发剂在75℃以下进行接枝反应10小时。除去苯乙烯均聚物和单体、过滤、干燥制得有阴或阳离子交换功能的PVDF-PS树脂,最后一步就是静电纺丝制得阴或阳离子交换膜。阴阳离子交换膜具有孔隙率高、在水中不变形、耐高温等优良性能。在污水处理、海水淡化、能源领域、化工行业等有广泛的应用。本方法可用于制备阴阳双极膜,方法就是以阳离子交换电纺纳米膜为衬,收集阴离子交换电纺纳米纤维膜,或反之。2.2.7医学方面的应用以生物学观点來看,几乎所有人类的组织或器官都是由纳米尺寸的纤维状(nano fibrous forms or structures)物质所形成或架构出來的。包括骨骼、牙齿象牙质、胶原、软骨和皮肤都是由纳米级纤维状物质经过系统化組合而成,正因如此,所以生物工程应用是现阶段静电纺丝纳米纤维研究聚焦重点之一。在生物工程領域可以輕易发掘不同的应用,例如智能型齐博国际品、义肢假牙、药物载体、创伤敷材、面膜以及组织支架等都是潜在应用。用於治疗皮肤创伤及烧烫伤也是纳米纤维的医学应用之一,因纳米纤维可以做医学止血材料,将生物可降解高分子以静电纺丝方式直接纺出披覆在伤口,纤维将形成薄网覆蓋在皮肤伤口处,此一薄网可将细菌隔离避免伤口感染,让伤口尽快复原,並将伤疤減到最小。纳米无纺布也用在医疗领域的移植和创伤敷材,研究发现,细胞可以成功在此类无纺布附着及增殖,因为纳米纤维实在很小,所以可以在无纺布层间加入具不同功能或机能性的棉网。将具有良好生物相容性的材料通过电纺加工成具有特殊超细纤维结构的组织工程支架是目前组织工程研究的一个热点。在生物学领域,织物的多孔天然结构可以在身体内形成可植入结构。以静电纺丝织物作为支架可以完全融入体内,使细胞生长。作为可生物吸收材料,支架最后可被吸收,剩下的人体自身细胞结构将完好无损。用于生物医学工程领域的组织工程支架材料可以在三个层次上影响组织构建:①支架材料的组成结构,它决定材料的基本物理机械性能;②支架孔隙的形态结构和大小,调节细胞的迁移与生长;③支架材料的表面化学性质(如亲水性和表面电荷),调节与其相接触的细胞的粘附、伸展及基因表达过程。理想组织工程支架的构建要综合以上各因素,使支架材料在三维空间结构,表面的理化及生物学性质等方面模拟生物机体组织。因此支架材料的组成及支架孔隙的形态结构是组织工程支架材料的两个重要因素。目前的组织工程支架材料,存在生物相容性差、降解速率不合理、力学性能不高、还有孔隙不贯通导致透气性差,不利于细胞生长、营养供给和废物排泄。而普通网状材料孔径太大,对细胞没有屏障作用,因而难于满足临床应用要求。相比其它支架材料制备技术,电纺技术具有如下几个特点:①超细纤维可以模拟天然细胞外基质的纳米网状结构,许多研究结果认为,支架的微结构对细胞的粘附和生长具有重要意义。②制备的聚合物支架可以是多种聚合物的复合材料,可综合利用不同材料的特性。③制备的支架具有内部贯通性。由聚羟基脂肪酸酯{PHA}和聚乳酸{PLA}组成的一种静电纺丝支架材料,将二者力学性能和降解性能互补,并形成高比表面积、高孔隙率,内部贯通的超细纤维多孔结构膜材料,纤维直径在20-600nm之间,多孔膜的尺寸为100nm-10μm。有望在生物医学工程领域得到应用,并发挥重要作用。依据接收装置形状和静态、动态旋转方式的不同,可以制成平面多孔膜,也可以制成管状多孔膜。2.2.8部队及国防应用防护性服装,其是提升维持生命、長時間保护、恶略天气以及核生化防护都是軍方的应用需求。現有的防护性衣著多為厚重织物所制成,布質太轻或多孔织物会让化学气体轻易渗透织物,並造成织物分解。因为纳米纤维的表面积大、孔小,其所制成的织物适合用于制作防护性衣服。另外此类织物可提供中性的电化性,也可以借由织物微细孔让空气进出但又阻绝化学性气体的入侵,所以适合軍方防护需求。另外利用纳米感测器做為追踪器、纳米电气特性做各种控制用途以及纳米复合材料作为发光平台也都是軍方的应用范畴。2.2.9降低燥声的应用与熟知的降低噪音系統相比,纳米纤维网的优势在于纤维尺寸是纳米级, 所以纤维尺寸与空隙也是纳米尺寸,因而噪音的能量会有效的被转换成热能,由於转换效率极佳,所以大部分噪音的频宽会被吸收。另外,因为噪音被吸收,所以纳米纤维网也具有热隔离的效果。纳米纤维比传统齐博国际纤维至少細300倍,比纺粘纤维細100倍;也比熔融齐博国际纤维細30倍,所以振动吸收噪音效率比任何传统纤维都來得好。不同聚合物以静电纺丝制作的纳米纤维制作成不同厚度棉网,覆盖在无纺布表面,类似组合可以用熱或化學方式加以粘合,因為纳米纤维所制造出來的棉网可以形成纳米尺寸的空间结构並具备极大的比表面积,此一特殊结构可以让棉网內部含有大量的气体,此大量停滞不动的气体自然形成热隔离效果。以纳米纤维所建构的隔音板提供另一“轻质”的优点,有利汽車及航空器減重的发展。其它諸如电缆、电容器、电晶体、二极体等资讯产业用途以及酵素载体也都是纳米纤维可能应用范围。纳米纤维在齐博国际品的应用並不止於产业用齐博国际品的特殊用途,过去当超細纤维(micro fibers)导入传统齐博国际品应用時,带來一波防汗及超柔軟手感的新服饰风潮,引进纳米纤维或纳米涂饰势必也将为服饰业帶來進一步创新风潮,例如人造克丝米尔(cashmere)已经被开发出來,其手感比梳毛紗还柔軟,在提供克丝米尔紗手感的同時,其成本只有真毛成本的一小部分。2.2.10特种工程塑料PPS微孔膜的制造及应用聚苯硫醚(PPS)是一种高性能热塑性树脂,具有优异的耐热性,阻燃性,绝缘性耐性,是迄今为止世界上性价比最高的特种工程塑料,用途十分广泛,主要于汽车,电子,机械行业,石油化工制药业,轻工以及军工,航空航天等特殊领域。PPS纤维是PPS在发展与扩展应用领域取得极好成绩的一个范例。1983年美国P Fibers公司率先实现了高性能PPS纤维工业化生产,1987年后,日本的东丽,东洋纺,帝人和吴羽等公司也相继推出了PPS纤维。其中日本大和齐博国际公司首先将PPS纤维开发为工业滤布,用于湿法过滤领域中化学品过滤,取得了非常好的效果,受到广泛关注。PPS纤维具有良好的耐热性,阻燃性和耐化学腐蚀性,用其制成的针刺过滤毡,在电厂燃煤锅炉的烟气除尘和城市垃圾焚烧炉尾气处理中成为了首选滤料品种之一,因此PPS纤维获得了快速的发展,2007年全球总产量约 5,000吨,其生产80%集中在日本;08年全球总产量6,000多吨,在我国就消耗了3,000多吨。目前PPS短纤维的价格在8~15万/吨,而PPS纤维制成品-无纺布过滤毡的市场价格为25~35万元/吨左右。PPS薄膜是目前所知的性价比最高的F级绝缘薄膜,其具有优异的耐热性(长期工作在160℃温度下,其力学性能基本不下降,而长期工作在200℃的温度下其介电强度表现优异),阻燃性(V-0级),耐腐蚀性,耐蠕变性及介电性能,是生产高性能耐温电子元器件的首选介电薄膜材料,在航空和航天及军工等领域有着非常重要的用途.目前世界上只有日本东丽公司生产销售PPS薄膜产品.每年能进入我国的PPS薄膜产品十分有限。PPS薄膜仅国内市场需求目前就可超过1000吨/年,国外产品市场价格为50~80万元/吨)。如果能通过熔融静电纺丝开发出微纳米、大比表面积、多孔的高性能无纺布材料,将把 PPS材料的应用领域扩展到更高的层次。2.2.11超高分子量聚乙烯醇的静电纺丝2O世纪8O年代以来伴随着超高分子量聚乙烯醇合成技术的出现,纺丝工艺技术方面也出现了干湿法、湿法凝胶纺丝、共混纺丝、复合纺丝等各种新的纺丝技术;纤维产品方面获得了强度≥18 cN/dtex、模量大于等于300 cN/dtex的超高强度超高模量纤维,陆续开发出了具有广泛用途的水溶纤维、阻燃纤维、大豆蛋白纤维、导电纤维、含生物酶的一系列功能性差别化纤维,把聚乙烯醇纤维的发展提高到了一个新的水平。尤其是近年来又出现了利用聚乙烯醇水溶液的导电性采用静电纺丝生产医学用纳米纤维;利用聚乙烯醇的乳化性生产防护纤维及其它纳米纤维的报导。以聚乙烯醇为原料可以制备出具有超疏水性表面的纳米纤维。由于聚乙烯醇分子在纳米结构表面发生重排,疏水基团向外,分子间氢键向内,使得整个体系的表面能降低,从而表现出超疏水性。由此可以制备出超疏水性纳米界面纤维无纺布材料。此外,还可以在聚乙烯醇纺丝溶液中,添加不同用途的材料而开发出带有各种不同功能性的聚乙烯醇纳米纤维及其无纺布材料。例如:①加入纳米级导电粒子,由于聚乙烯醇对导电粒子具有乳化性能,使其分散更加均匀,所以较少的添加量就可以得到较好的导电性纤维。②把防紫外线纳米级材料加入聚乙烯醇中进行改性,制成具有良好的紫外线遮挡率和热辐射遮挡率的纤维无纺布,以减少紫外线照射使人反应迟钝,记忆力和注意力减弱,视力下降,易失眠以及导致早衰、皮肤疾患、免疫功能下降,诱发白内障和皮肤癌变。③将具有高效远红外辐射的纳米物质添加在聚乙烯醇水溶液中纺制成纤维。该纤维不但可以吸收太阳光和人体辐射的远红外线,使自身温度升高,而且可以在绝对零度以上的任何温度环境中发射出波长和功率与其温度相适应的远红外线,从而使织物具有更好的保暖效果。有试验证明,以红外灯照射远红外织物5 min后,能使织物的保温功能提高3倍左右。同时,由于特殊的物理效能刺激人体生理发生变化,达到保健和抑菌的作用。④在纺丝液中添加纳米级抗菌剂,所制成的纤维不仅具有疏水导湿性、快干性、抗污性、密度小和手感柔软等特点,且具广谱持久的抗菌性能。例如可以纺制对大肠杆菌、芽胞杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草杆菌、荧光假单胞杆菌等革兰氏阳性、中性、阴性等菌种均具有较强的杀抑能力的纤维。其织物,对脚臭、脚癣、皮肤癌、妇科等疾病有较好的防治作用并可以开发出具有良好抗菌功能的服装服饰(运动服装、T恤、睡衣、内衣裤、袜子等)、床上用品、装饰材料(窗帘、桌布)、劳保及医疗用品等。⑤在聚乙烯醇水溶液中加人具有永久自发电电极的纳米材料制成具有多种保健功能的纤维,如该纤维可以产生空气负离子,释放人体所需要的微量元素。具有良好的保健理疗功能,热效应功能和排湿透气功能,使人体上下组织中血流量增加,有效改善人体微循环,提高组织供氧,改善新陈代谢,增强免疫力。我国预防医学专家研究证明,空气中负离子含量是微量空气好坏的关键。充满负离子的空气,对支气管炎、冠心病、脑血管病、心绞痛、神经衰弱等20多种疾病均有较好的疗效。2.2.12热固性三维交联纤维 (酚醛树脂纤维及三聚氰胺缩甲醛纤维)的熔融静电纺无纺布的制造该纤维的特点是,纤维单体中至少有一种单体具有3个或3个以上的官能团,以使纤维分子链最终能形成三维立体交联结构,并且交联结构对纤维的耐高温阻燃性能有着直接的影响。酚醛纤维和三聚氰胺缩甲醛纤维都是热固性三维交联纤维。   酚醛树脂纤维(Kynol)是第一个具有三维交联结构的纤维,打破了热固性树脂不能成纤的传统概念,是以相对分子质量为300-2000的热塑性纯线型聚酚醛(Novolac型)为原料,经熔融纺丝后在酸和甲醛存在下进行交联而制得。由于酚醛树脂纤维高度交联,化学性质稳定,极限氧指数可达34左右,酚醛树脂纤维高温下不熔融,也不燃烧,即使碳化成玻璃状结构也不收缩,碳化过程无可燃性气体和有毒气体产生。三聚氰胺缩甲醛纤维(MF) 俗称密胺纤维,是以三聚氰胺和甲醛在特定的溶剂中缩聚成一定相对分子质量的预聚体,经由离心纺丝高温固化成纤。极限氧指数高达37以上,遇火时,不收缩,不熔滴,至400℃仍能基本保持原有形状,在更高温度下碳化,基本无毒气产生,发烟量也很小,纤维白度高,色泽稳定,染色性良好,耐酸碱和绝大多数化学试剂。其热固性树脂的静电纺丝迄今尚无报道。 3 结语静电纺丝技术被公认为是近年来发展非常快的制备微纳米纤维的技术,已经有商品化规模生产的设备出现,这对促进纳米纤维的应用和快速发展提供了非常有利的条件,静电纺丝技术应用领域非常广泛,随着这项技术产业化的不断实施,必将带来纳米纤维及其制品应用领域的快速发展,是一个非常值得关注的领域。
上一篇:土耳其1月齐博国际出口增长12.8%   下一篇:无下一篇
 
 
联系方式

电   话:  0531-88734629

总经理兼总工程师:15589997216

杜经理  18615230790     13616403765

邮箱:18600170597@163.com

地址:山东省济南市经七路西口

   新世界阳光花园26-2-101

产品常识        更多
» 三螺杆共混挤出机使用说明书
» 各行业对静电齐博登陆页面技术的应用
» KH-1-1型电纺说明书(英文...
» 静电齐博国际机械发展历史
» 化学纤维几种常用的纺丝方法
» 纺丝螺杆
» 氨纶齐博登陆页面的特性和应用
 
 
网站首页 公司简介 产品展示 新闻中心 产品知识 在线留言 联系我们 销售网络

Copyright © Liangzhi All Rights Reserved. 济南齐博国际赌城科技有限公司 © 版权所有 2009-2010
电话:0531-88734629   手机:15589997216   地址:山东省济南市经七路西口新世界阳光花园26-2-101
公司主要产品:齐博登陆页面 静电齐博登陆页面   纺丝设备 静电纺丝设备