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探秘“华阳新材”黑科技口罩

来源:华阳科技  编辑:  时间:2021-03-15 09:18:59   点击:

“十四五”开局之年,集团企业加速发展功能性纤维新材料,致力落地高端项目,完善产业体系。近日,由集团企业与东华大学、嘉兴富瑞邦新材料科技有限企业联合推进的“华阳新材”黑科技口罩核心材料——纳米纤维滤材将开展大范围商业化应用。为何说这是黑科技?它有何神奇之处?让大家一同了解。

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纳米纤维滤材:过滤效率高 呼吸阻力低 热湿舒适性佳

探秘“华阳新材”黑科技口罩

全球在工业高速发展的进程中,产生了大量的废气、烟尘,工业废气、废水、废渣等,严重污染了人类的生存环境,特别是近年来大气中广泛存在的直径小于2.5μm的可吸入细颗粒污染物(PM2.5)的危害,引起全世界的高度关注。

我国很多城市PM2.5严重超标,全球肺癌发病率每年递增,很多呼吸性疾病等公共事件在全球频繁爆发,严重危及人类健康与生命。此外,现代工业的发展,如微电子、制药工业、医院、食品业、化妆品行业、核工业及军事领域等,对工艺环境的空气洁净度也提出了更高要求。因此,研发高效空气过滤器(HEPA)高效过滤材料关乎环境质量、民生健康,势在必行。

静电纺是当前用于工业化微米级纤维过滤材料的一种生产手段,其利用高速高温气流使聚合物熔体超细拉伸制备1μm以下的纳米纤维非织造材料,具有纤网均匀性较好、结构蓬松等优点,该材料经电晕放电等驻极工艺处理后对微细颗粒的过滤效率可获得大幅度提高,滤阻可控制在50Pa以下,其过滤效率可达99.96%以上,是当前国际上高效空气过滤器用过滤材料重要发展方向。然而现有的静电纺高效过滤材料还存在很多不足:一是耐磨性差,纳米纤维强力不足。二是静电纺纤网过滤阻力高、容尘量低等不足。三是驻极电荷存储持久性较差,影响到材料的过滤效率和产品的使用寿命。

集团企业与东华大学、嘉兴富瑞邦新材料科技有限企业联合推进的高效低阻“黑科技”——纳米纤维滤材,就是针对我国现有HEPA用过滤材料的不足,以原位驻极静电纺丝和溶液喷射纳微纤维为核心技术,以高效空气过滤材料产业化为目标,重点攻克差别化短纤插层静电纺纳米纤维非织造材料制备中短纤单纤化、气流可控输送和“Z型”结构构建技术,研究溶液喷射用独立牵伸系统的多孔纺丝模头与溶喷喷射成套设备,探索高卷曲纳微纤维非织造结构调控与复合技术,开发系列高效低阻、高容尘量复合非织造过滤材料及制品,为我国工业过滤应用领域提供材料和技术保障,全面提升我国高效空气过滤器用过滤材料水平。

创新亮点

短纤插层复合静电纺纳米纤维技术

开发出新型“Z型”结构纳米纤维非织造滤布,攻克短纤插层静电纺非织造技术,开发出一种高效低阻、高容尘量的高效滤筒滤布,满足高效室内空气净化的需求。

高稳定性静电旋喷纺丝技术

开发具有独立环形气流牵伸系统的多孔纺丝模头及螺旋气流牵伸技术,有效实现溶液射流的超细拉伸,研发三维卷曲结构的纳米纤维非织造滤布的高效设备。

快速固化驻极纳米纤维过滤材料制备技术

基于自主开发溶液喷射技术,实现有机耐高温高效空气过滤材料的开发,为满足不同工况的HEPA滤材的应用需求奠定基础。最终成功研制出高效低阻高容尘纳米纤维滤材。

取得优异技术指标

短纤插层静电纺复合滤布:纤维平均直径为1.32μm,孔隙率为98.53%,压缩回复率为90.0%;过滤效率≥99.97%,空气阻力17.3Pa,制备成5V空气过滤器后在1000m3/h风速下测得容尘量为346.2g/m2。

溶液喷射纳微纤维复合滤布:纤维平均直径为422nm,孔隙率为89.3%;压缩回复率≥70.3%;过滤效率≥99.97%,过滤阻力为17.9Pa,制备成5V空气过滤器后在1000m3/h风速下测得容尘量为341.2g/m2。

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应用高效低阻高容尘纳米纤维滤材生产的口罩,可实现过滤效率≥99.97%、过滤阻力<30Pa,达到了国际领先水平。

(内容由气凝胶科创城提供)


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