活性炭纤维静电植绒技术与产品应用研究

时间:2017-8-8 13:57:00 来源:本网 添加人:admin

  高成品反“即受负电极的吸引正电1极的排斥此原来深g高校高技术产业项目bookmark2活性炭纤维具有比表面积大、微孔容量多等特点,是一种高吸附性材料,可广泛用于空气净化等场合。但是,活性炭纤维本身强力很低,可加工性能差,而且价格昂贵,利用静电植绒技术,使活性炭纤维依附于某种基材,不仅可以提高活性炭纤维的使用性能,而且可以大大降低使用成本,扩大使用范畴,其产品有吸附功能性纺织品或空气过滤网(可在室内或车内使空气净化)、防护服装、吸附性窗帘等,应用前景广阔。

  1静电植绒原理如所示,在相互平行的2块金属板或金属网之间加上直流高压电,2极板间形成了电场,若电压为V正负极间距为d,此电场的大小为E=v/d.在此电场内的小物体线毛要受到电场力F的作基材'''I高压+生器I物体所带的电荷)。当静电植绒原理示意图纤维短绒毛进入电场区,在电场的作用下,绒毛发生极化,出现束缚电荷,形成电极性,从而产生运动。绒毛的这种运动是由两个运动复合而成,一个运动是绒毛垂直于极板方向的上、下运动,当绒毛接触负电极,在绒毛表面带上负电荷,其电荷分布不是均匀的,接近负高压端处负电荷密度小,另一端负电荷密度大,绒毛向正极(接地基材)方向加速运动,使绒毛栽植于粘合剂涂层中没有触及到粘合剂的绒毛,由于其接触到接地基材(正极端),其表面的负电荷被中和,靠静电的作用又会向上运动,碰到金属丝网(负极端)后又重复上述运动;另一个运动是绒毛的翻转运动,因为绒毛是电解质,在电场中会发生极化,正电极对绒毛的负极端有吸引的作用,同时对绒毛的正极端又有排斥作用,而绒毛的正极端受到的作用力恰与负极端相乱的绒毛绕电场方向转动,并最终平行于电力线方向,从而保证绒毛垂直于工件表面方向,并栽植于其表面的粘合剂中,形成良好的外观特征。当基材连续不断向前运动时,就完成了连续的静电植绒工艺尸。

  本文采用普通织物及聚丙烯筛网作基材,利用静电植绒技术使活性炭纤维短绒密密地植于基材上,制得具有吸附功能的纺织品及空气净化网,利用活性炭纤维的吸附特性对空气进行净化。

  2活性炭纤维静电植绒工艺2.1原料222绒毛聚丙烯腈基活性炭纤维,比表面积为600m2g绒毛长度为0.8mm,细度为7Mm.2.1.2粘接剂聚丙烯酸类粘合剂,粘度约为222基材静电植绒的基材可以是普通织物、塑料、金属、陶瓷等,主要根据产品而定,这里采用了全棉平纹织物和聚丙烯筛网。

  22工艺流程工艺流程包括基材预处理、涂敷粘合剂、切绒、绒毛预处理、植绒、预烘、焙烘、织物后整理及成品检验等,如所示。

  活性炭纤维长丝切绒一>绒毛预处理处合植烘活性炭纤维静电植绒工艺流程2工艺参数主要工艺参数如表1所示。

  22主要影响因素由于活性炭纤维的特殊理化性能,活性炭纤维的静电植绒同普通纤维的植绒有较大的差异,影响的因素也不尽相同。

  表1活性炭纤维静电植绒工艺参数绒毛涂敷电场烘燥长度静电压极距预烘温预烘时固化温固化时间(min)2.4.1绒毛绒毛是影响静电植绒的最主要因素,绒毛的物理指标包括导电性、含水率、分散性和飞升性等,外观特征包括长度、细度、长度整齐度、绒毛弯曲度、弯曲绒毛含量等,其中对活性炭纤维静电植绒影响最大的是绒毛长度、细度、分散性、绒毛弯曲度和弯曲绒毛含量等。

  活性炭纤维绒毛的长度和细度对植绒和产品的质量有直接的影响,绒毛越短、越粗,植绒越容易,绒毛越长,其分散性与长度整齐度越难保证,绒面的效果难以控制,但绒毛过短会影响产品的吸附性能,而细度由于受原材料的限制,选择的范围很小,因此要根据产品要求来选择绒毛长度,并严格控制好切绒质量。

  活性炭纤维植绒对绒毛的长度整齐度、弯曲度、弯曲绒毛含量有很高要求,否则成品表面质量极差,而这些指标主要由丝束质量和切绒质量决定,因此要求选择较高质量的丝束,并确保切绒质量。还要求活性炭纤维绒毛具有良好的分散性能,即纤维能互为分离成单根的短纤维,其好坏关系到植绒的均匀性及成品的外观和商品价值,由于活性炭纤维绒毛较细及其本身的高吸附性,活性炭纤维绒毛极易纠缠成团,在绒毛预处理中必须很好地解决这一问题。

  此外,还须解决好绒毛的导电性处理、调湿等问题,以确保其飞升性和分散性指标。

  2.4.2电场布置静电植绒电场可以近似看作为匀强电场,如前所述,活性炭纤维绒毛在电场中受电场力的作用而运动,电场力的大小F同电场强度E极距d及绒毛所带电荷q有关,由于活性炭纤维的导电特性,绒毛的电阻值较小,不仅难以保证适当的q值,而且漏电流很大,特别是植绒过程中形成的纤维流会在二极之间“导通”,产生‘短路“现象,因此绒毛须进行预处理,保证合适的q值,电场布置要调节好静电压V和极距d的关系,减小漏电流的影响,防止纤维流的”短路“。

  2.4.3粘合剂粘合剂的影响包括成膜时间、固着力和弹性、柔软性等。由于活性炭纤维的力学性能极差9绒面耐磨性极差,测试发现在磨损过程中中多为绒毛折断,即在磨损过程中对绒毛的反复弯曲,将绒毛“扳断”,而非从粘合剂中“拨出”,因此,提高粘合剂的弹性,可以缓和磨损过程中对绒毛的反复弯曲冲击,提高产品的耐磨性能。

  3性能试验3.1试验条件3.2试验方法在规定的试验条件下,将含有一定浓度的氨(或甲醛、苯)的混合气体连续通过试验层,当试样达到吸附饱和时,以被测试样所吸附的氨(或甲醛、苯)的质量与试样质量之百分比,表示被测试样的的吸附能力。

  在试验后的质量;M为试样的质量。

  根据上述测定方法,测得吸附功能性织物的各项指标如表2所示,吸附功能性空气过滤网各项指标如表3所示。

  表2吸附功能性织物吸附指标测试项目测试值测试项目测试值甲醛吸附率氨吸附率甲醛吸附率下降率氨吸附率下降率苯吸附率(%)比表面积(m2/)苯吸附率下降率(%)耐磨次数(次)注:比表面积B(m2/)=KXA,其中K为比例常数,取30⑴m2gA为苯蒸气吸附率。吸附下降率S,。

  =X100%,其中4+1为第i+1次试样的吸附率;i为第i试样的吸表3吸附功能性空气过滤网吸附指标测试项目测试值测试项目测试值甲醛吸附率(%)氨吸附率甲醛吸附率下降率(%)氨吸附率下降率苯吸附率(%)比表面积(m2/)苯吸附率下降率(%)注:同表2测定吸附下降率时将吸附饱和的试样在150°C条件下烘燥1h进行脱附。同样,对活性炭纤维(ACF)过滤网及目前使用的粒状活性炭(GAC)过滤网的吸附、再生性能进行测试,结果如表4.表4活性炭纤维过滤网与粒状活性炭过滤网吸附。再生性能初始浓循环时间残留浓度去除率下降率(%)GAC过滤网几乎不能再生。

  纺织学报铅布织机布边控制装置的设计余伟(武汉科技学院,武汉,430073)础上设计的铅布织机布边控制装置。

  美国电源公司经过多年的研究,于1995年推出了新一代铅酸蓄电池――铅布蓄电池。该蓄电池非常适于作为电动车、助动车、小型电动摩托车和小型电动工具的动力电池,还可以代替控电池应用于各个领域,如通讯设备的后备电源、UPS电源等。因其重量轻,也适于高层建筑与交通不便地区。此外,铅布蓄电池还可应用于军事领域水下动力电池(潜艇、鱼雷、水雷的推进动力)、航空启动电池、直升机启动电池、战斗车辆和船舶启动电池、军事自动化指挥系统备用电池等。今后战斗车辆上自动化火控设备、信息传输设备、通信设备等是战斗力的主要保障,而对其提供电力的主要是铅酸蓄电池。因此,提高其性能十分重要,铅布蓄电池与其它蓄电池的性能价值比具体见表1.表1铅网1技术蓄电池与其它蓄电池产品的性能价格比比能量(Wh/kg)比功率(W/kg)循环寿命材料成本电池种类理论值现状将来现状将来现状将来相对值铅网技术1蓄电池传统铅酸电池镉镍电池镍氢电池锂离子电池1铅布织机工艺流程为了减少工艺流程,考虑到织造时所使用的铅线数量较少,采用容纱架,铅线直接从纱架上引出进行织造,不需要单独进行整经。同时为使布边成型良好,设计有布边控制装置。由纱架1上卷装引出的经纱(铅线),经2、6、7组成的加压机构后,再经过张力辊3的作用,进入开口机构4、8后,梭子5从梭口中穿过进行引纬,完成经纬纱的交织在织口处形成织物――铅布。铅布绕过胸梁9,经牵拉辊10、11的牵拉作用离开织口,再由导布辊12以及卷取辊制得吸附功能性产品A避免了活性炭纤维强度低、可lishing晷275870 4结论由于活性炭纤维具有导电性、吸附性等特殊理化性能,其静电植绒技术同普通纤维静电植绒有较大差异,而且难度大得多,须特别重视绒毛的预处理和切绒质量,合理配置静电压和极距等工艺参数,保证植绒的顺利进行,同时要选用弹性足的粘合剂以提高产品的耐磨性能。

  在网状基材或普通纺织品上进行静电植绒,可加工性差等缺点,其产品的吸附性能、再生性能好,可制成空气净化网、防化服、除臭窗帘及室(车)内吸附性装饰材料等,是一种新型空气净化材料。

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