电气石粉驻极粉能否提高驻极体材料电荷储存能力

电气石粉驻极粉能否提高驻极体材料电荷储存能力

  聚丙烯(PP)熔喷过滤材料经过驻极,表面会带上电荷,电荷产生的库伦力使材料的过滤效率大大提高,过滤阻力并没有随之增大,从而该材料具有低滤阻、长寿命、高集尘能力和节约能源等优点,因此广泛应用于医疗卫生健康防护领域以及空气净化滤网,如PM2.5口罩及HEPA (High Efficiency Particulate Air Filter)、 ULPA (Ultra Low Penetration Air Filter)等。但由于熔喷工艺特殊的工艺特点,聚丙烯熔喷纤维的晶粒通常较大且结晶度不高,影响了空间电荷的存储,为了改善驻极体材料的这一缺陷,通常采用添加纳米级无机驻极体粒子的方法,如Si02、电气石粉等。

  一种更加安全有效的改性方法,通过添加透明成核剂细化了材料的晶型、提高了结晶度,从而提升了驻极效率；同时该改性方法可一定程度上提高非织造材料的透明度,拓展其在空气过滤领域的应用,如更加美观的高透明防霾口罩、透明HEPA.防霾纱窗等。

  首先进行母粒改性,将两种透明成核剂(α成核剂)分别与不同种类熔喷母粒进行混合,并探讨了成核剂种类、成核剂浓度对改性后母粒的透光率、结晶度以及热性能的影响；其次,将改性后的母粒添加白色电气石粉经熔喷制成了非织造布,同时探讨了电气石粉对非织无纺布的影响；第三,用自主搭建的电晕充电装置对改性熔喷聚丙烯无纺布材料进行了充电工艺的研究,通过改变充电的工艺参数来获得较佳的无纺布驻极效果,后将驻极后的无纺布进行测试,完成对比分析。

  研究表明：通过添加透明成核剂后,熔喷母粒的熔融温度略有提高、晶粒尺寸变小、结晶度提高,如使用改性剂NX-8000K的基材H39S-2母粒雾度由初始的84.1%降低到32.2%；熔喷工艺参数与非织造纤维直径密切相关；电晕充电参数变化对无纺布带电性能的影响较大,其中充电电压影响较为显著；充电后聚丙烯无纺布材料的过滤效率有显著提升,过滤效率由起始30%提升至81%,而经过透明改性后的熔喷无纺布过滤效率可进一步提高至92%,驻极稳定性更佳,同时外观也较普通熔喷聚丙烯无纺布更加透明。 

       提高驻极母粒材料静电性能需要什么途径：通过添加具有压电效应的天然矿物材料形成电荷。电气石矿物是矿物学界不能鉴定到的物种，电气石具有独特的结构、复杂的成分、特殊的性质，电气石是自然界为数不多的兼并压电效应与热电效应的晶体。电气石化学成分非常复杂，它主要由Al、Na、Ca、Mg、B和Fe等元素组成，氟等环状硅酸盐晶体矿物，由岩浆从花岗岩等火成岩层流过时所生成的，由于其结晶中离子晶格点阵对电中性位置偏离而形成了带电性。

电气石粉驻极粉能否提高驻极体材料电荷储存能力