本发明涉及一种醋酸纤维过滤材料的制备方法，属于纺织材料
技术领域：
。
背景技术：
：醋酸纤维于20世纪20年代初由英国试制成功并实现工业化生产，目前在纤维素纤维中是仅次于粘胶纤维的第二大品种。醋酸纤维是纤维素浆粕为原料，经过乙酰化以后形成纤维素酷化衍生物，然后经干法纺丝工艺而制得。过滤材料为人们的生活提供了更为洁净的、更有益于健康的产品和环境。随着工业水平的发展，过滤材料的织造形式开始多起来，不仅有机织过滤材料和非织造过滤材料，还有针织过滤材料和多种形式复合的复合式过滤材料。相对于机织物和针织物，非织造材料的三维立体结构、孔隙分布均匀、过滤性能好、产量高、价格低，使其在过滤方面有更为明显的优势，已经成为现代工业生产不可缺少的重要产品，是过滤材料产业中重要的组成部分。目前，非织造过滤材料已被广泛应用于气体及液体等过滤领域，包括工业废气排放的处理、空气洁净化处理、工业过滤、污水处理、血液透析等方面。过滤材料己经与人们的生活和工业生产相关，它与全国各个行业的各类过滤设备配套，起到保证质量，提高技术精度，控制污染，净化环境，回收贵重原材料及降低工业成本等重要作用。非织造材料具有三维立体结构，以及耐用、易深加工、价格相对便宜、能满足多种过滤要求的优点，非常适合是过滤材料产业中重要的组成部分口。醋酸纤维丝束以其无毒、无味，能选择性的吸附烟气中的有害成分，同时又保留一定的烟碱而不失烟草的口味的特点，是现今应用最广泛的过滤烟嘴滤材。对于醋酸纤维的过滤材材料目前研究人员主要是利用静电纺丝技术将醋酸纤维素制成纳米级的纤维来研究其过滤性能，但使用醋酸纤维素制成的过滤材料耐用性不高，且强度低、韧性差，抗菌性弱，亟需改进研究。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题：针对使用醋酸纤维素制成的过滤材料耐用性不高，且强度低、韧性差，抗菌性弱的问题，提供了一种醋酸纤维过滤材料的制备方法。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种醋酸纤维过滤材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）取竹纤维与冰醋酸混合加热至50～55℃反应2～3h，再加入醋酸酐、浓硫酸，保温反应50～60min后加入去离子水、醋酸镁溶液反应1～2h，过滤洗涤干燥，得竹基醋酸纤维素；（2）将竹基醋酸纤维素溶解在二氯甲烷／丙酮混合溶剂中，得纺丝液；（3）将涤纶长丝纱管安装在供纱辊上，经过张力装置和成纱装置被牵引至卷绕辊上，通过10~20mL的注射器抽取纺丝液，并固定在注射泵上，高压电源正电极与注射器针头相连，负电极接于卷绕辊接收装置上，纺丝液由注射泵从针头处推出，并在针头尖端处形成泰勒锥，醋酸纤维溶液在高压电场的作用下被牵拉成丝，得包缠醋酸纤维的涤纶长丝；（4）将包缠醋酸纤维的涤纶长丝置于干燥箱中，在60~70℃下干燥6~8h后梳理形成纤维网，采用交叉铺网和两道正反面水刺的方式制成布，得醋酸纤维过滤材料。步骤（1）所述竹纤维、冰醋酸、醋酸酐、浓硫酸、去离子水、醋酸镁溶液的重量份为30～50份竹纤维，300～500份冰醋酸，180～240份醋酸酐，1.2～2.0份浓硫酸，200~300份去离子水，240～400份质量分数为20%醋酸镁溶液。步骤（2）所述二氯甲烷/丙酮混合溶剂中二氯甲烷与丙酮的体积比为8：2~8：3。步骤（2）所述竹基醋酸纤维素与混合溶剂的质量份为3~5份竹基醋酸纤维素，95~97份混合溶剂。步骤（3）所述针头与接收装置距离为10~15cm，正负极电压分别为10~12kV和8~10kV，纺丝速度为1~2mL/h，卷绕辊转速为10~12min/min。步骤（4）所述水刺时水压控制在2~5MPa，进行两道水刺时第二道水刺的压力高于第一道水刺15%~25%，生产速度为8~12m/min。本发明与其他方法相比，有益技术效果是：（1）本发明通过竹纤维制备醋酸纤维素，改善醋酸纤维素的韧性和抗菌能力，再通过静电纺丝工艺，将具有纳米级的直径、极大的比表面积和较高的孔隙率的醋酸纤维丝包缠在涤纶长丝表面，提高了综合力学强度，改善拉伸性能，再织造成醋酸纤维过滤材料，有效改善了过滤材料耐用性不高，强度低的问题；（2）本发明制备的醋酸纤维过滤材料具有更大的比表面积，有利于对微小颗粒的吸附能力和对粒子的拦截效应，对细小颗粒物的过滤效率高，在气流通过纤维表面时，所受到的阻碍作用更小，保持了优良的透气性。具体实施方式取30～50g竹纤维，加入300～500g冰醋酸中，并加热至50～55℃反应2～3h，再加入180～240g醋酸酐，1.2～2.0g浓硫酸，保温反应50～60min后加入200～300mL去离子水，并以1～3mL/min滴加240～400g质量分数为20%醋酸镁溶液，滴加完毕后静置1～2h，过滤得滤渣，用去离子水洗涤滤渣3～5次后转入干燥箱中，在105～110℃下干燥至恒重，得竹基醋酸纤维素，取3~5g竹基醋酸纤维素，加入95~97g体积比为8：2~8：3的二氯甲烷/丙酮混合溶剂中，以600~800r/min搅拌6~8h，得纺丝液，将涤纶长丝纱管安装在供纱辊上，经过张力装置和成纱装置被牵引至卷绕辊上，通过10~20mL的注射器抽取纺丝液，并固定在注射泵上，高压电源正电极与注射器针头相连，负电极接于卷绕辊接收装置上，纺丝液由注射泵从针头处推出，并在针头尖端处形成泰勒锥，醋酸纤维溶液在高压电场的作用下被牵拉成丝，控制针头与接收装置距离为10~15cm，正负极电压分别为10~12kV和8~10kV，纺丝速度为1~2mL/h，卷绕辊转速为10~12min/min，得包缠醋酸纤维的涤纶长丝，将包缠醋酸纤维的涤纶长丝置于干燥箱中，在60~70℃下干燥6~8h后梳理形成纤维网，采用交叉铺网和两道正反面水刺的方式，水刺时水压控制在2~5MPa，进行两道水刺时第二道水刺的压力高于第一道水刺15%~25%，生产速度为8~12m/min，得醋酸纤维过滤材料。实例1取30g竹纤维，加入300g冰醋酸中，并加热至50℃反应2h，再加入180g醋酸酐，1.2g浓硫酸，保温反应50min后加入200mL去离子水，并以1mL/min滴加240g质量分数为20%醋酸镁溶液，滴加完毕后静置1h，过滤得滤渣，用去离子水洗涤滤渣3次后转入干燥箱中，在105℃下干燥至恒重，得竹基醋酸纤维素，取3g竹基醋酸纤维素，加入95g体积比为8：2的二氯甲烷/丙酮混合溶剂中，以600r/min搅拌6h，得纺丝液，将涤纶长丝纱管安装在供纱辊上，经过张力装置和成纱装置被牵引至卷绕辊上，通过10mL的注射器抽取纺丝液，并固定在注射泵上，高压电源正电极与注射器针头相连，负电极接于卷绕辊接收装置上，纺丝液由注射泵从针头处推出，并在针头尖端处形成泰勒锥，醋酸纤维溶液在高压电场的作用下被牵拉成丝，控制针头与接收装置距离为10cm，正负极电压分别为10kV和8kV，纺丝速度为1mL/h，卷绕辊转速为10min/min，得包缠醋酸纤维的涤纶长丝，将包缠醋酸纤维的涤纶长丝置于干燥箱中，在60℃下干燥6h后梳理形成纤维网，采用交叉铺网和两道正反面水刺的方式，水刺时水压控制在2MPa，进行两道水刺时第二道水刺的压力高于第一道水刺15%，生产速度为8m/min，得醋酸纤维过滤材料。实例2取40g竹纤维，加入400g冰醋酸中，并加热至52℃反应2h，再加入210g醋酸酐，1.6g浓硫酸，保温反应55min后加入250mL去离子水，并以2mL/min滴加320g质量分数为20%醋酸镁溶液，滴加完毕后静置1h，过滤得滤渣，用去离子水洗涤滤渣4次后转入干燥箱中，在108℃下干燥至恒重，得竹基醋酸纤维素，取4g竹基醋酸纤维素，加入96g体积比为8：2的二氯甲烷/丙酮混合溶剂中，以700r/min搅拌7h，得纺丝液，将涤纶长丝纱管安装在供纱辊上，经过张力装置和成纱装置被牵引至卷绕辊上，通过15mL的注射器抽取纺丝液，并固定在注射泵上，高压电源正电极与注射器针头相连，负电极接于卷绕辊接收装置上，纺丝液由注射泵从针头处推出，并在针头尖端处形成泰勒锥，醋酸纤维溶液在高压电场的作用下被牵拉成丝，控制针头与接收装置距离为12cm，正负极电压分别为11kV和9kV，纺丝速度为1mL/h，卷绕辊转速为11min/min，得包缠醋酸纤维的涤纶长丝，将包缠醋酸纤维的涤纶长丝置于干燥箱中，在65℃下干燥7h后梳理形成纤维网，采用交叉铺网和两道正反面水刺的方式，水刺时水压控制在3MPa，进行两道水刺时第二道水刺的压力高于第一道水刺20%，生产速度为10m/min，得醋酸纤维过滤材料。实例3取50g竹纤维，加入500g冰醋酸中，并加热至55℃反应3h，再加入240g醋酸酐，2.0g浓硫酸，保温反应60min后加入300mL去离子水，并以3mL/min滴加400g质量分数为20%醋酸镁溶液，滴加完毕后静置2h，过滤得滤渣，用去离子水洗涤滤渣5次后转入干燥箱中，在110℃下干燥至恒重，得竹基醋酸纤维素，取5g竹基醋酸纤维素，加入97g体积比为8：3的二氯甲烷/丙酮混合溶剂中，以800r/min搅拌8h，得纺丝液，将涤纶长丝纱管安装在供纱辊上，经过张力装置和成纱装置被牵引至卷绕辊上，通过20mL的注射器抽取纺丝液，并固定在注射泵上，高压电源正电极与注射器针头相连，负电极接于卷绕辊接收装置上，纺丝液由注射泵从针头处推出，并在针头尖端处形成泰勒锥，醋酸纤维溶液在高压电场的作用下被牵拉成丝，控制针头与接收装置距离为15cm，正负极电压分别为12kV和10kV，纺丝速度为2mL/h，卷绕辊转速为12min/min，得包缠醋酸纤维的涤纶长丝，将包缠醋酸纤维的涤纶长丝置于干燥箱中，在70℃下干燥8h后梳理形成纤维网，采用交叉铺网和两道正反面水刺的方式，水刺时水压控制在5MPa，进行两道水刺时第二道水刺的压力高于第一道水刺25%，生产速度为12m/min，得醋酸纤维过滤材料。对照例：浙江某公司生产的非织造过滤材料。将实例及对照例的非织造过滤材料进行检测，具体检测如下：透气性能测试：透气性是材料在透气仪一定的压差条件下，通过测量单位时间、单位面积内通过的空气量。非织造材料的透气性是材料平均孔径与孔隙率共同影响的结果，本发明中的非织造材料是过滤材料，透气性是影响抽吸阻力大小的重要因素。测试仪器：YG461D数字式织物透气量仪。测试标准：试验面积为20cm2；采用大块试样测试，无需裁剪；同一样品的不同部位至少测试10次取平均值。过滤效率及过滤阻力测试：过滤效率和过滤阻力是过滤材料最重要的性能指标。过滤阻力有初阻力和终阻力，初阻力就是过滤材料在洁净状态的初始阻力，终阻力是过滤器寿命终了时的阻力。本发明中的材料的终止阻力的设置为初始阻力的两倍。在一定的过滤面积下，随着风量的增加，观察终止阻力到达初始阻力两倍的工程中压强的变化。测试仪器：TSI8310型自动滤料测试仪。测试标准：试样面积为32L/mm的流量；质量中值直径为0.26um的NaCl气溶胶。具体检测结果如表1。表1检测项目实例1实例2实例3对照例透气率(mm/s)2856.82870.12753.11485.9过滤效率(%)34.8553530.5250326.7094025.91345过滤阻力(Pa)7.58.58.314.8弹性模数（cN/dtex）42454728由表1可知，本发明制备的非织造过滤材料透气率高，过滤效率好，阻力低，韧性好，具有良好的力学性能。当前第1页1 2 3