单向导湿纳米纤维复合过滤材料的制备及性能研究

doi:10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2025.07.002

塑料科技 ›› 2025, Vol. 53 ›› Issue (07) : 8 -13. DOI: 10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2025.07.002

赵寿森, 刘兆麟, 杨文秀, 魏玉娟

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摘要

为开发兼具高效低阻和热湿舒适性的纳米纤维复合过滤材料，以聚偏氟乙烯（PVDF）、聚丙烯腈（PAN）和纳米二氧化钛（TiO₂）为原料，采用静电纺丝技术分别制备疏水、导水和亲水纳米纤维膜，按照克重1∶1∶1进行梯度层合构筑纳米纤维复合材料，研究PVDF质量浓度、m_PAN∶m_PVDF和TiO₂质量分数对复合材料的形貌结构、过滤性能、润湿性能、透湿性能和单向导湿性能的影响。结果表明：PVDF质量浓度为12%时，疏水层品质因子为0.015 5 Pa^-1，接触角为104°，透湿率为268.2 g/（m2·h）。当m_PAN∶m_PVDF为2∶1时，导水层品质因子为0.025 8 Pa^-1，接触角和透湿率分别为83°和234.6 g/（m2·h）。当TiO₂质量分数为2%时，亲水层品质因子、接触角和透湿率分别为0.027 3 Pa^-1、52°和175.4 g/（m2·h）。疏水-导水-亲水纳米纤维复合材料的品质因子可达0.050 6 Pa^-1，透湿率为227.5 g/（m2·h），沿疏水层向亲水层的单向传递指数为1 309，相反方向的单向传递指数为-213。该材料具备优良的空气过滤和单向导湿性能。