CN106669384B - 可释放负离子的复合防雾霾窗纱及其静电纺丝装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种可释放负离子的复合防雾霾窗纱及其静电纺丝装置和方法。所述的静电纺丝接收装置，其特征在于，包括滚筒，滚筒的表面设有多个空心状的凸起，凸起的一面与滚筒接触，与滚筒的接触面能够连通至滚筒内部，该面的对立面封闭，除此两面外，其他面上设有孔，滚筒的内部为空心结构，一端连接有高温蒸汽发生装置，另一端封闭。利用静电纺丝纳米纤维材料纤维直径细、比表面积大的结构特点增强负离子的释放量，从而主动释放净化因子，提升室内空气质量，纳米纤维层夹在中间的复合结构可使纤维免受破坏，延长使用寿命，同时材料具备的小孔径和大的孔隙率可充分满足空气过滤材料高效低阻的性能要求。

Description

可释放负离子的复合防雾霾窗纱及其静电纺丝装置和方法
技术领域
本发明属于纳米纤维领域，涉及一种可释放负离子的复合防雾霾窗纱及其静电纺丝方法。
背景技术
雾霾中的颗粒物和细菌等微生物对人体健康带来极大威胁，雾霾污染问题已造成全球约300万人过早死亡，采取有效措施对其进行防护迫在眉睫。具有负离子释放功能的防雾霾窗纱，可有效隔绝室外PM2.5进入室内，同时利用远负离子作为释放因子，对周围空气中的有害气体进行去除，提升室内空气质量。现有防雾霾窗纱均存在过滤效率低、阻力压降大等问题，无法同时满足使用要求。静电纺纳米纤维由于具有纤维直径小、孔径小、比表面积大、孔隙率高等特点，将其用于空气过滤领域具有广阔的应用前景。但常规静电纺丝方法制备的防雾霾窗纱中，纳米纤维与窗纱基材的结合牢度达不到应用需求，纤维易内嵌和脱离，丧失使用性能。
现有利用静电纺丝方法制备负离子抗菌过滤材料的技术中。专利《负离子过滤无纺布》(ZL201110407879.8)通过静电纺丝技术制备了具有负离子释放功能的无纺布，公开了制备功能无纺布的纺丝液配方以及所用的负离子粉末组分。专利《一种单层支撑性多功能空气过滤膜》(CN201610244080.4)利用聚醚砜等作为基础材料，与溶剂配成溶液，通过加入纳米TiO2粉体和负离子粉体，实现了纳米纤维膜的多功能性。专利《透光、透气、静电排斥PM2.5空气过滤膜及制备方法》(CN201510307864.2)制备的空气过滤膜至少设有一层无纺布基材或筛网及至少一层超薄静电纺纳米纤维层，通过浸渍和/或喷涂包含粘合剂和电气石纳米颗粒的悬浮液并烘干，使电气石纳米颗粒包裹在材料表面，过程繁琐，表面的电气石纳米颗粒易脱落。
综上所述，现有防雾霾窗纱均存在纳米纤维的耐磨性差、过滤效率低、主动净化能力弱等问题，且制备方法过程繁琐，费时费力。为克服上述缺点，本发明采用一种新型静电纺丝接收***制备一种耐磨性好、可大量负离子、主动净化空气的高效低阻窗纱过滤材料。
发明内容
本发明的目的是克服现有防雾霾窗纱纳米纤维的耐磨性差、过滤效率低、主动净化能力弱的缺点，提供一种可释放负离子的复合防雾霾窗纱及其静电纺丝方法。
为了达到上述目的，本发明提供了一种静电纺丝接收装置，其特征在于，包括滚筒，滚筒的表面设有多个空心状的凸起，凸起的一面与滚筒接触，与滚筒的接触面能够连通至滚筒内部，该面的对立面封闭，除此两面外，其他面上设有孔，滚筒的内部为空心结构，一端连接有高温蒸汽发生装置，另一端封闭。
优选地，所述的滚筒的横截面为圆形，截面积为100～1000cm2，长度L1为30～100cm，材质为铁、铝、铜或其他导电材料；滚筒的筒壁厚度T1为2～20cm。
优选地，所述的凸起规则排列在滚筒的表面，凸起的形状为三棱柱、正方体、长方体或圆柱体，材质与滚筒相同。
优选地，所述的凸起的高度H为0.5～2mm，截面积为0.25～9mm2，厚度T2为0.1～0.5mm，相邻两个凸起在滚筒上的间距D为0.5～1mm；所述的孔的形状为圆形、正方形、长方形或三角形，面积为0.01～1mm2。
本发明还提供了一种可释放负离子的复合防雾霾窗纱的制备方法，其特征在于，具体步骤包括：
步骤1：将聚合物溶于溶剂中，得到聚合物纺丝溶液；
步骤2：采用上述的静电纺丝接收装置，将基材置于滚筒上，将添加剂分散到分散液中形成添加剂分散液，将添加剂分散液和聚合物纺丝溶液独立喷出分别进行静电喷雾和静电纺丝，或将添加剂混到聚合物纺丝溶液中一起喷出进行静电纺丝形成纳米纤维层，静电纺丝过程中通过高温蒸汽发生装置送入刻蚀蒸汽，刻蚀蒸汽从凸起的孔中排出，对与之接触的基材表面形成刻蚀，增加基材比表面积；
步骤3：将覆盖层覆盖于纳米纤维层上，得到可释放负离子的复合防雾霾窗纱。
优选地，通过控制滚筒截面积、孔面积和蒸汽送入速度来控制蒸汽排出速度。
优选地，所述的聚合物为氟化乙丙烯共聚物、聚全氟乙丙烯、聚丙烯、可溶性聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚乙烯醇缩丁醛、聚苯乙烯、聚酯、聚醋酸乙烯、尼龙6、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯胺、聚氧化乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯腈、聚己内酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚四氟乙烯、聚乙二醇、聚氨酯、聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚偏氟乙烯-四氟乙烯-全氟甲基乙烯基醚和聚偏氟乙烯-三氟氯乙烯中的一种以上；溶剂为甲酸、四氢呋喃、水、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、丙酮、氯仿、甲酚、二甲基亚砜、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、甲苯、N-甲基吡咯烷酮、甲乙酮和甲基乙基酮中的一种以上。
优选地，添加剂为能够释放负离子的固体或液体物质。
更优选地，所述的添加剂为电气石、硅藻土、粉煤灰、负离子陶瓷粉、金属氧化物或碳化硅。
优选地，所述的基材为窗纱，网孔形状为三角形、正方形、长方形或圆形，材质为尼龙或金属，形成网孔的单丝直径为1～50μm，网孔面积为0.3～10mm2。
优选地，所述的聚合物纺丝溶液的浓度为10～40wt％，添加剂分散液的浓度为10～40wt％；将添加剂混到聚合物纺丝溶液中形成的溶液中添加剂的浓度为0.01wt％～5wt％。
优选地，将添加剂分散液和聚合物纺丝溶液独立喷出分别进行静电喷雾和静电纺丝时，聚合物溶液的纺丝参数：电压10～100kV，接收距离5～150cm，灌注速度0.1～10mL/h，滚筒转速20～200r/min，温度10～40℃，湿度10～99％，纺丝时间10～300min；添加剂分散液的静电喷雾参数：电压10～100kV，接收距离5～150cm，灌注速度0.1～10mL/h，滚筒转速20～200r/min，温度10～40℃，湿度10～99％，纺丝时间10～300min；将添加剂混到聚合物纺丝溶液中一起喷出的纺丝参数：电压10～100kV，接收距离5～150cm，灌注速度0.1～10mL/h，滚筒转速20～200r/min，温度10～40℃，湿度10～99％，纺丝时间10～300min。
优选地，所述的刻蚀蒸汽的成分为甲酸溶液、乙酸溶液、氢氧化钠溶液、硫酸铜溶液、碳酸钠溶液或碳酸镁溶液，浓度为10％～80％，蒸汽送入速度为0.1～3m/s，送入方式为间歇送入或连续送入，间歇送入的总时间为10～300min，送入∶非送入的时间比例为1∶1、1∶2、1∶3、1∶4、4∶1、3∶1或2∶1；连续送入的时间为10～300min，蒸汽从凸起的孔中释放速度为0.1～3m/s。
优选地，经刻蚀后的基材比表面积增加率为10％～90％。
优选地，所述的可释放负离子的复合防雾霾窗纱为复合结构，依上而下分别为覆盖层、纳米纤维层和基材，覆盖层的材质为聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯/聚乙烯、尼龙或金属，克重为10～200g/m2，纳米纤维层的的堆积密度为0.006～0.084g/cm3，克重为0.01～70g/m2，基材材质为聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯/聚乙烯、尼龙或金属，克重为10～200g/m2。
优选地，所述的可释放负离子的复合防雾霾窗纱的透光度为30～90％，在5～60min内可将甲醛含量降至0.01～0.10mg/(m3·h)，可将苯含量降至0.01～0.11mg/(m3·h)，可将甲苯含量降至0.01～0.20mg/(m3·h)，纳米纤维层的耐磨性为摩擦50圈后失重率1％～20％，对0.3μm～10μm颗粒的过滤效率为80～100％，阻力压降为10～100Pa。
本发明还提供了上述可释放负离子的复合防雾霾窗纱的制备方法所制备的可释放负离子的复合防雾霾窗纱。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)在与具有光滑表面的窗纱基材进行复合时，微模块可填补网孔，避免孔状基材的丝线附近纤维的内嵌。
(2)可利用与窗纱基材反应的特定溶剂蒸汽作为刻蚀介质，将刻蚀蒸汽送入滚筒，在微孔上排出，对窗纱基材进行刻蚀，增加窗纱基材的粗糙度，从而增强纳米纤维在基材表面的结合牢度。
(3)利用静电纺丝纳米纤维材料纤维直径细、比表面积大的结构特点增强负离子的释放量，从而主动释放净化因子，提升室内空气质量，纳米纤维层夹在中间的复合结构可使纤维免受破坏，延长使用寿命，同时材料具备的小孔径和大的孔隙率可充分满足空气过滤材料高效低阻的性能要求。
(4)所得具有可释放负离子的复合防雾霾窗纱透光度为30％～90％，在5～60min内可将甲醛含量降至0.01～0.10mg/(m3·h)，将苯含量降至0.01～0.11mg/(m3·h)，将甲苯含量降至0.01～0.20mg/(m3·h)，对0.3μm～10μm颗粒的过滤效率为80～100％，阻力压降为10～100Pa。
附图说明
图1为静电纺丝接收装置示意图。
图2为凸起放大图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
如图1所示，为静电纺丝接收装置示意图，所述的静电纺丝接收装置包括滚筒1，滚筒1的表面设有多个空心状的凸起2，凸起2的一面与滚筒1接触，与滚筒1的接触面能够连通至滚筒1内部，该面的对立面封闭，除此两面外，其他面上设有孔，滚筒1的内部为空心结构，一端连接有高温蒸汽发生装置，另一端封闭。
一种可释放负离子的复合防雾霾窗纱的制备方法，具体步骤为：
1)将尼龙6(阿拉丁P128923，重均平均分子量10000道尔顿)溶于甲酸中，得到聚合物纺丝溶液，溶液浓度为10wt％，将电气石作为添加剂。
2)确定接收装置的规格：所述的滚筒1的横截面为圆形，截面积为100cm2，长度L1为30cm，材质为铜；滚筒的筒壁厚度T1为2cm。所述的凸起2规则排列在滚筒1的表面，凸起的形状为三棱柱，材质与滚筒1相同。所述的凸起2的高度H为0.5mm，截面积为0.25mm2，厚度T2为0.1mm，相邻两个凸起2在滚筒1上的间距D为0.5mm。所述的孔的形状为圆形，面积为0.01mm2。
3)选择接收基材：所述的基材为窗纱，网孔形状为三角形，材质为尼龙，形成网孔的单丝直径为1μm，网孔面积为0.3mm2，克重为10g/m2。
4)静电纺丝：采用上述的静电纺丝接收装置，将基材置于滚筒1上，将添加剂混到聚合物纺丝溶液中一起喷出进行静电纺丝，添加剂的浓度为0.01wt％，形成纳米纤维层，静电纺丝过程中通过高温蒸汽发生装置送入刻蚀蒸汽，刻蚀蒸汽从凸起2的孔中排出，对与之接触的基材表面形成刻蚀，增加基材比表面积。纺丝参数：电压10kV，接收距离5cm，灌注速度0.1mL/h，滚筒转速20r/min，温度10℃，湿度10％，纺丝时间10min，静电纺丝过程中送入的刻蚀蒸汽为甲酸，浓度为10％，温度为120℃，蒸汽送入速度为1m/s，采取间歇送入的方式，间歇送入的总时间为10min，送入∶非送入的时间比例为1∶1，蒸汽从凸起22的孔中释放速度为0.1m/s。
5)将覆盖层覆盖于纳米纤维层上，得到可释放负离子的复合防雾霾窗纱。
所得的可释放负离子的复合防雾霾窗纱为复合结构，依上而下分别为覆盖层、纳米纤维层和基材，覆盖层选用聚丙烯/聚乙烯复合材料，克重为10g/m2，孔隙率为80％，孔径为2mm，基材经刻蚀后的比表面积增加率为10％。纳米纤维层的堆积密度为0.006g/cm3，克重为0.01g/m2，窗纱透光度为90％；在30m3实验舱中，甲醛初始浓度为1mg/m3，苯初始浓度为2mg/m3，1m2的窗纱在60min内可将甲醛含量降至0.01mg/(m3·h)，可将苯含量降至0.01mg/(m3·h)，可将甲苯含量降至0.2mg/(m3·h)，纳米纤维层的耐磨性为摩擦50圈后失重率20％，对10μm颗粒的过滤效率为80％，阻力压降为10Pa。
实施例2
如图1所示，为静电纺丝接收装置示意图，所述的静电纺丝接收装置包括滚筒1，滚筒1的表面设有多个空心状的凸起2，凸起2的一面与滚筒1接触，与滚筒1的接触面能够连通至滚筒1内部，该面的对立面封闭，除此两面外，其他面上设有孔，滚筒1的内部为空心结构，一端连接有高温蒸汽发生装置，另一端封闭。
一种可释放负离子的复合防雾霾窗纱的制备方法，具体步骤为：
1)将聚乙烯醇(阿拉丁P105124，重均平均分子量45000道尔顿)溶于水中，得到聚合物纺丝溶液，溶液浓度为13wt％，将碳化硅作为添加剂。
2)确定接收装置的规格：所述的滚筒1的横截面为圆形，截面积为130cm2，长度L1为35cm，材质为铝；滚筒的筒壁厚度T1为2.4cm。所述的凸起2规则排列在滚筒1的表面，凸起的形状为正方体，材质与滚筒1相同。所述的凸起2的高度H为0.55mm，截面积为0.5mm2，厚度T2为0.11mm，相邻两个凸起2在滚筒1上的间距D为0.5～1mm。所述的孔的形状为正方形，面积为0.05mm2。
3)选择接收基材：所述的基材为窗纱，网孔形状为正方形，材质为尼龙，形成网孔的单丝直径为2.5μm，网孔面积为0.7mm2，克重为15g/m2。
4)静电纺丝：采用上述的静电纺丝接收装置，将基材置于滚筒1上，将添加剂混到聚合物纺丝溶液中一起喷出进行静电纺丝，添加剂的浓度为0.05wt％，形成纳米纤维层，静电纺丝过程中通过高温蒸汽发生装置送入刻蚀蒸汽，刻蚀蒸汽从凸起2的孔中排出，对与之接触的基材表面形成刻蚀，增加基材比表面积。纺丝参数：电压22kV，接收距离15cm，灌注速度1mL/h，滚筒转速32r/min，温度20℃，湿度18％，纺丝时间30min；静电纺丝过程中送入的刻蚀蒸汽为甲酸，浓度为12％，温度为120℃，蒸汽送入速度为1m/s，采取间歇送入的方式，间歇送入的总时间为30min，送入∶非送入的时间比例为3∶1，蒸汽从凸起2的小孔中释放速度为0.3m/s。
5)将覆盖层覆盖于纳米纤维层上，得到可释放负离子的复合防雾霾窗纱。
所得的可释放负离子的复合防雾霾窗纱为复合结构，依上而下分别为覆盖层、纳米纤维层和基材，覆盖层选用聚乙烯，克重为20g/m2，孔隙率为78％，孔径为2mm，基材经刻蚀后的比表面积增加率为13％，纳米纤维层的堆积密度为0.0086g/cm3，克重为2g/m2，窗纱透光度为86％，在30m3实验舱中，甲醛初始浓度为1mg/m3，苯初始浓度为2mg/m3，1m2的窗纱在58min内可将甲醛含量降至0.094mg/(m3·h)，可将苯含量降至0.094mg/(m3·h)，可将甲苯含量降至0.19mg/(m3·h)，纳米纤维层的耐磨性为摩擦50圈后失重率18％，对10μm颗粒的过滤效率为85％，阻力压降为15Pa。
实施例3
如图1所示，为静电纺丝接收装置示意图，所述的静电纺丝接收装置包括滚筒1，滚筒1的表面设有多个空心状的凸起2，凸起2的一面与滚筒1接触，与滚筒1的接触面能够连通至滚筒1内部，该面的对立面封闭，除此两面外，其他面上设有孔，滚筒1的内部为空心结构，一端连接有高温蒸汽发生装置，另一端封闭。
一种可释放负离子的复合防雾霾窗纱的制备方法，具体步骤为：
1)将聚甲基丙烯酸甲酯(阿拉丁P107082，重均平均分子量8000道尔顿)溶于N，N-二甲基乙酰胺中，得到聚合物纺丝溶液，溶液浓度为16wt％，将负离子陶瓷粉作为添加剂。
2)确定接收装置的规格：所述的滚筒1的横截面为圆形，截面积为160cm2，长度L1为40cm，材质为铁；滚筒的筒壁厚度T1为2.6cm。所述的凸起2规则排列在滚筒1的表面，凸起的形状为长方体，材质与滚筒1相同。所述的凸起2的高度H为0.6mm，截面积为1mm2，厚度T2为0.12mm，相邻两个凸起2在滚筒1上的间距D为0.6mm。所述的孔的形状为长方形，面积为0.1mm2。
3)选择接收基材：所述的基材为窗纱，网孔形状为长方形，材质为尼龙，形成网孔的单丝直径为4m，网孔面积为1mm2，克重为20g/m2。
4)静电纺丝：采用上述的静电纺丝接收装置，将基材置于滚筒1上，将添加剂混到聚合物纺丝溶液中一起喷出进行静电纺丝，添加剂的浓度为0.1wt％，形成纳米纤维层，静电纺丝过程中通过高温蒸汽发生装置送入刻蚀蒸汽，刻蚀蒸汽从凸起2的孔中排出，对与之接触的基材表面形成刻蚀，增加基材比表面积。添加剂混到聚合物中一起喷出，聚合物/负离子功能添加剂溶液的纺丝参数：电压28kV，接收距离20cm，灌注速度2mL/h，滚筒转速38r/min，温度25℃，湿度21％，纺丝时间40min；静电纺丝过程中送入的刻蚀蒸汽为乙酸，浓度为14％，温度为140℃，蒸汽送入速度为1m/s采取间歇送入的方式，间歇送入的总时间为40min，送入∶非送入的时间比例为4∶1，蒸汽从凸起2的小孔中释放速度为0.4m/s。
5)将覆盖层覆盖于纳米纤维层上，得到可释放负离子的复合防雾霾窗纱。
所得的可释放负离子的复合防雾霾窗纱为复合结构，依上而下分别为覆盖层、纳米纤维层和基材，覆盖层选用聚丙烯，克重为40g/m2，孔隙率为76％，孔径为1.8mm，基材经刻蚀后的比表面积增加率为16％，纳米纤维层的堆积密度为0.006～0.084g/cm3，克重为5g/m2，窗纱透光度为84％，在30m3实验舱中，甲醛初始浓度为1mg/m3，苯初始浓度为2mg/m3，1m2的窗纱在56min内可将甲醛含量降至0.091mg/(m3·h)，可将苯含量降至0.091mg/(m3·h)，可将甲苯含量降至0.18mg/(m3·h)，纳米纤维层的耐磨性为摩擦50圈后失重率17.4％，对10μm颗粒的过滤效率为90％，阻力压降为18Pa。
实施例4
如图1所示，为静电纺丝接收装置示意图，所述的静电纺丝接收装置包括滚筒1，滚筒1的表面设有多个空心状的凸起2，凸起2的一面与滚筒1接触，与滚筒1的接触面能够连通至滚筒1内部，该面的对立面封闭，除此两面外，其他面上设有孔，滚筒1的内部为空心结构，一端连接有高温蒸汽发生装置，另一端封闭。
一种可释放负离子的复合防雾霾窗纱的制备方法，具体步骤为：
1)将聚苯胺(石家庄冀安亚大新材料科技有限公司，重均平均分子量60000道尔顿)溶于四氢呋喃中，得到聚合物纺丝溶液，溶液浓度为19wt％，将玉石粉作为添加剂。
2)确定接收装置的规格：所述的滚筒1的横截面为圆形，截面积为190cm2，长度L1为42cm，材质为铜；滚筒的筒壁厚度T1为2.8cm。所述的凸起2规则排列在滚筒1的表面，凸起的形状为圆柱体，材质与滚筒1相同。所述的凸起2的高度H为0.65mm，截面积为2mm2，厚度T2为0.13mm，相邻两个凸起2在滚筒1上的间距D为0.65mm。所述的孔的形状为三角形，面积为0.15mm2。
3)选择接收基材：所述的基材为窗纱，网孔形状为圆形，材质为尼龙，形成网孔的单丝直径为5.5μm，为1.4mm2，克重为30g/m2。
4)静电纺丝：采用上述的静电纺丝接收装置，将基材置于滚筒1上，将添加剂混到聚合物纺丝溶液中一起喷出进行静电纺丝，添加剂的浓度为0.2wt％，形成纳米纤维层，静电纺丝过程中通过高温蒸汽发生装置送入刻蚀蒸汽，刻蚀蒸汽从凸起2的孔中排出，对与之接触的基材表面形成刻蚀，增加基材比表面积。纺丝参数：电压34kV，接收距离25cm，灌注速度2.5mL/h，滚筒转速44r/min，温度30℃，湿度24％，纺丝时间50min；静电纺丝过程中送入的刻蚀蒸汽为甲酸，浓度为16％，温度为120℃，蒸汽送入速度为1m/s，采取间歇送入的方式，间歇送入的总时间为50min，送入∶非送入的时间比例为1∶4，蒸汽从凸起2的小孔中释放速度为0.5m/s。
5)将覆盖层覆盖于纳米纤维层上，得到可释放负离子的复合防雾霾窗纱。
所得的可释放负离子的复合防雾霾窗纱为复合结构，依上而下分别为覆盖层、纳米纤维层和基材，覆盖层选用聚丙烯/聚乙烯复合，克重为60g/m2，孔隙率为74％，孔径为1.8mm，基材经刻蚀后的比表面积增加率为20％，纳米纤维层的堆积密度为0.0112g/cm3，克重为8g/m2，窗纱透光度为82％，在30m3实验舱中，甲醛初始浓度为1mg/m3，苯初始浓度为2mg/m3，1m2的窗纱在54min内可将甲醛含量降至0.088mg/(m3·h)，可将苯含量降至0.088mg/(m3·h)，可将甲苯含量降至0.166mg/(m3·h)，纳米纤维层的耐磨性为摩擦50圈后失重率16.6％，对10μm颗粒的过滤效率为95％，阻力压降为22Pa。
实施例5
如图1所示，为静电纺丝接收装置示意图，所述的静电纺丝接收装置包括滚筒1，滚筒1的表面设有多个空心状的凸起2，凸起2的一面与滚筒1接触，与滚筒1的接触面能够连通至滚筒1内部，该面的对立面封闭，除此两面外，其他面上设有孔，滚筒1的内部为空心结构，一端连接有高温蒸汽发生装置，另一端封闭。
一种可释放负离子的复合防雾霾窗纱的制备方法，具体步骤为：
1)将聚氧化乙烯(阿拉丁P101340，重均平均分子量300000道尔顿)溶于氯仿中，得到聚合物纺丝溶液，溶液浓度为22wt％，将金属氧化物作为添加剂。
2)确定接收装置的规格：所述的滚筒1的横截面为圆形，截面积为210cm2，长度L1为44cm，材质为铝；滚筒的筒壁厚度T1为3.4cm。所述的凸起2规则排列在滚筒1的表面，凸起的形状为三棱柱，材质与滚筒1相同。所述的凸起2的高度H为0.7mm，截面积为3mm2，厚度T2为0.14mm，相邻两个凸起2在滚筒1上的间距D为0.7mm。所述的孔的形状为圆形，面积为0.2mm2。
3)选择接收基材：所述的基材为窗纱，网孔形状为三角形，材质为尼龙，形成网孔的单丝直径为7μm，网孔面积为1.7mm2，克重为40g/m2。
4)静电纺丝：采用上述的静电纺丝接收装置，将基材置于滚筒1上，将添加剂混到聚合物纺丝溶液中一起喷出进行静电纺丝，添加剂的浓度为0.5wt％，形成纳米纤维层，静电纺丝过程中通过高温蒸汽发生装置送入刻蚀蒸汽，刻蚀蒸汽从凸起2的孔中排出，对与之接触的基材表面形成刻蚀，增加基材比表面积。纺丝参数：电压40kV，接收距离30cm，灌注速度3.1mL/h，滚筒转速50r/min，温度35℃，湿度27％，纺丝时间60min；静电纺丝过程中送入的刻蚀蒸汽为甲酸，浓度为18％，温度为120℃，蒸汽送入速度为1m/s，采取间歇送入的方式，间歇送入的总时间为60min，送入∶非送入的时间比例为1∶3，蒸汽从凸起2的小孔中释放速度为0.6m/s。
5)将覆盖层覆盖于纳米纤维层上，得到可释放负离子的复合防雾霾窗纱。
所得的可释放负离子的复合防雾霾窗纱为复合结构，依上而下分别为覆盖层、纳米纤维层和基材，覆盖层选用聚乙烯，克重为70g/m2，孔隙率为72％，孔径为1.8mm，基材经刻蚀后的比表面积增加率为23％，纳米纤维层的堆积密度为0.006～0.084g/cm3，克重为10g/m2，窗纱透光度为80％，在30m3实验舱中，甲醛初始浓度为1mg/m3，苯初始浓度为2mg/m3，1m2的窗纱在52min内可将甲醛含量降至0.085mg/(m3·h)，可将苯含量降至0.085mg/(m3·h)，可将甲苯含量降至0.160mg/(m3·h)，纳米纤维层的耐磨性为摩擦50圈后失重率16％，对10μm颗粒的过滤效率为100％，阻力压降为25Pa。
实施例6
如图1所示，为静电纺丝接收装置示意图，所述的静电纺丝接收装置包括滚筒1，滚筒1的表面设有多个空心状的凸起2，凸起2的一面与滚筒1接触，与滚筒1的接触面能够连通至滚筒1内部，该面的对立面封闭，除此两面外，其他面上设有孔，滚筒1的内部为空心结构，一端连接有高温蒸汽发生装置，另一端封闭。
一种可释放负离子的复合防雾霾窗纱的制备方法，具体步骤为：
1)将聚乙烯吡咯烷酮(阿拉丁P110607，重均平均分子量58000道尔顿)溶于N，N-二甲基甲酰胺中，得到聚合物纺丝溶液，溶液浓度为25wt％，将电气石作为添加剂。
2)确定接收装置的规格：所述的滚筒1的横截面为圆形，截面积为240cm2，长度L1为46cm，材质为铁；滚筒的筒壁厚度T1为4cm。所述的凸起2规则排列在滚筒1的表面，凸起的形状为正方体，材质与滚筒1相同。所述的凸起2的高度H为0.75mm，截面积为3.6mm2，厚度T2为0.15mm，相邻两个凸起2在滚筒1上的间距D为0.75mm。所述的孔的形状为正方形，面积为0.25mm2。
3)选择接收基材：所述的基材为窗纱，网孔形状为正方形，材质为尼龙，形成网孔的单丝直径为8.5μm，网孔面积为2mm2，克重为50g/m2。
4)静电纺丝：采用上述的静电纺丝接收装置，将基材置于滚筒1上，将添加剂混到聚合物纺丝溶液中一起喷出进行静电纺丝，添加剂的浓度为1wt％，形成纳米纤维层，静电纺丝过程中通过高温蒸汽发生装置送入刻蚀蒸汽，刻蚀蒸汽从凸起2的孔中排出，对与之接触的基材表面形成刻蚀，增加基材比表面积。纺丝参数：电压10～100kV，接收距离35cm，灌注速度3.4mL/h，滚筒转速56r/min，温度40℃，湿度30％，纺丝时间70min；静电纺丝过程中送入的刻蚀蒸汽为甲酸，浓度为20％，温度为120℃，蒸汽送入速度为1m/s，采取间歇送入的方式，间歇送入的总时间为70min，送入∶非送入的时间比例为1∶2，蒸汽从凸起2的小孔中释放速度为0.7m/s。
5)将覆盖层覆盖于纳米纤维层上，得到可释放负离子的复合防雾霾窗纱。
所得的可释放负离子的复合防雾霾窗纱为复合结构，依上而下分别为覆盖层、纳米纤维层和基材，所得负离子防雾霾窗纱，覆盖层选用聚丙烯，克重为80g/m2，孔隙率为70％，孔径为1.6mm，基材经刻蚀后的比表面积增加率为26％，纳米纤维层的堆积密度为0.0138g/cm3，克重为14g/m2，窗纱透光度为78％，在30m3实验舱中，甲醛初始浓度为1mg/m3，苯初始浓度为2mg/m3，1m2的窗纱在50min内可将甲醛含量降至0.082mg/(m3·h)，可将苯含量降至0.082mg/(m3·h)，可将甲苯含量降至0.154mg/(m3·h)，纳米纤维层的耐磨性为摩擦50圈后失重率15.4％，对5μm颗粒的过滤效率为80％，阻力压降为28Pa。
实施例7
如图1所示，为静电纺丝接收装置示意图，所述的静电纺丝接收装置包括滚筒1，滚筒1的表面设有多个空心状的凸起2，凸起2的一面与滚筒1接触，与滚筒1的接触面能够连通至滚筒1内部，该面的对立面封闭，除此两面外，其他面上设有孔，滚筒1的内部为空心结构，一端连接有高温蒸汽发生装置，另一端封闭。
一种可释放负离子的复合防雾霾窗纱的制备方法，具体步骤为：
1)将聚丙烯腈(阿拉丁P823208，重均平均分子量15000道尔顿)溶于N，N-二甲基甲酰胺中，得到聚合物纺丝溶液，溶液浓度为28wt％，将碳化硅作为添加剂。
2)确定接收装置的规格：所述的滚筒1的横截面为圆形，截面积为270cm2，长度L1为48cm，材质为铜；滚筒的筒壁厚度T1为4.6cm。所述的凸起2规则排列在滚筒1的表面，凸起的形状为长方体，材质与滚筒1相同。所述的凸起2的高度H为0.8mm，截面积为3.8mm2，厚度T2为0.16mm，相邻两个凸起2在滚筒1上的间距D为0.8mm。所述的孔的形状为长方形，面积为0.3mm2。
3)选择接收基材：所述的基材为窗纱，网孔形状为长方形，材质为尼龙，形成网孔的单丝直径为10μm，网孔面积为2.4mm2，克重为55g/m2。
4)静电纺丝：采用上述的静电纺丝接收装置，将基材置于滚筒1上，将添加剂混到聚合物纺丝溶液中一起喷出进行静电纺丝，添加剂的浓度为2wt％，形成纳米纤维层，静电纺丝过程中通过高温蒸汽发生装置送入刻蚀蒸汽，刻蚀蒸汽从凸起2的孔中排出，对与之接触的基材表面形成刻蚀，增加基材比表面积。纺丝参数：电压52kV，接收距离40cm，灌注速度3.7mL/h，滚筒转速62r/min，温度10℃，湿度33％，纺丝时间80min；静电纺丝过程中送入的刻蚀蒸汽为乙酸，浓度为22％，温度为140℃，蒸汽送入速度为1m/s，采取间歇送入的方式，间歇送入的总时间为80min，送入∶非送入的时间比例为1∶1，蒸汽从凸起2的小孔中释放速度为0.8m/s。
5)将覆盖层覆盖子纳米纤维层上，得到可释放负离子的复合防雾霾窗纱。
所得的可释放负离子的复合防雾霾窗纱为复合结构，依上而下分别为覆盖层、纳米纤维层和基材，所得负离子防雾霾窗纱，覆盖层选用聚丙烯/聚乙烯复合，克重为100g/m2，孔隙率为68％，孔径为1.6mm，基材经刻蚀后的比表面积增加率为30％，纳米纤维层的堆积密度为0.006～0.084g/cm3，克重为16g/m2，窗纱透光度为76％，在30m3实验舱中，甲醛初始浓度为1mg/m3，苯初始浓度为2mg/m3，1m2的窗纱在48min内可将甲醛含量降至0.079mg/(m3·h)，可将苯含量降至0.079mg/(m3·h)，可将甲苯含量降至0.148mg/(m3·h)，纳米纤维层的耐磨性为摩擦50圈后失重率14.8％，对5μm颗粒的过滤效率为85％，阻力压降为31Pa。
实施例8
如图1所示，为静电纺丝接收装置示意图，所述的静电纺丝接收装置包括滚筒1，滚筒1的表面设有多个空心状的凸起2，凸起2的一面与滚筒1接触，与滚筒1的接触面能够连通至滚筒1内部，该面的对立面封闭，除此两面外，其他面上设有孔，滚筒1的内部为空心结构，一端连接有高温蒸汽发生装置，另一端封闭。
一种可释放负离子的复合防雾霾窗纱的制备方法，具体步骤为：
1)将聚四氟乙烯(阿拉丁P110094，重均平均分子量18000道尔顿)溶于N，N-二甲基乙酰胺中，得到聚合物纺丝溶液，溶液浓度为31wt％，将负离子陶瓷粉作为添加剂。
2)确定接收装置的规格：所述的滚筒1的横截面为圆形，截面积为300cm2，长度L1为50cm，材质为铝；滚筒的筒壁厚度T1为5.2cm。所述的凸起2规则排列在滚筒1的表面，凸起的形状为长方体，材质与滚筒1相同。所述的凸起2的高度H为0.85mm，截面积为4mm2，厚度T2为0.17mm，相邻两个凸起2在滚筒1上的间距D为0.85mm。所述的孔的形状为三角形，面积为0.35mm2。
3)选择接收基材：所述的基材为窗纱，网孔形状为圆形，材质为尼龙，形成网孔的单丝直径为11.5μm，网孔面积为2.7mm2，克重为60g/m2。
4)静电纺丝：采用上述的静电纺丝接收装置，将基材置于滚筒1上，将添加剂混到聚合物纺丝溶液中一起喷出进行静电纺丝，添加剂的浓度为2.5wt％，形成纳米纤维层，静电纺丝过程中通过高温蒸汽发生装置送入刻蚀蒸汽，刻蚀蒸汽从凸起2的孔中排出，对与之接触的基材表面形成刻蚀，增加基材比表面积。纺丝参数：电压58kV，接收距离45cm，灌注速度4mL/h，滚筒转速68r/min，温度15℃，湿度36％，纺丝时间90min；静电纺丝过程中送入的刻蚀蒸汽为甲酸，浓度为24％，温度为120℃，蒸汽送入速度为1m/s，采取间歇送入的方式，间歇送入的总时间为90min，送入∶非送入的时间比例为2∶1，蒸汽从凸起2的小孔中释放速度为0.9m/s。
5)将覆盖层覆盖于纳米纤维层上，得到可释放负离子的复合防雾霾窗纱。
所得的可释放负离子的复合防雾霾窗纱为复合结构，依上而下分别为覆盖层、纳米纤维层和基材，所得负离子防雾霾窗纱，覆盖层选用聚乙烯，克重为110g/m2，孔隙率为66％，孔径为1.6mm，基材经刻蚀后的比表面积增加率为33％，纳米纤维层的堆积密度为0.0164g/cm3，克重为19g/m2，窗纱透光度为74％，在30m3实验舱中，甲醛初始浓度为1mg/m3，苯初始浓度为2mg/m3，1m2的窗纱在46min内可将甲醛含量降至0.076mg/(m3·h)，可将苯含量降至0.076mg/(m3·h)，可将甲苯含量降至0.142mg/(m3·h)，纳米纤维层的耐磨性为摩擦50圈后失重率14.2％，对5μm颗粒的过滤效率为90％，阻力压降为34Pa。
实施例9
如图1所示，为静电纺丝接收装置示意图，所述的静电纺丝接收装置包括滚筒1，滚筒1的表面设有多个空心状的凸起2，凸起2的一面与滚筒1接触，与滚筒1的接触面能够连通至滚筒1内部，该面的对立面封闭，除此两面外，其他面上设有孔，滚筒1的内部为空心结构，一端连接有高温蒸汽发生装置，另一端封闭。
一种可释放负离子的复合防雾霾窗纱的制备方法，具体步骤为：
1)将聚乙二醇(阿拉丁M109716，重均平均分子量5000道尔顿)溶于甲醇中，得到聚合物纺丝溶液，溶液浓度为34wt％，将玉石粉作为添加剂。
2)确定接收装置的规格：如图2所示，所述的滚筒1的横截面为圆形，截面积为330cm2，长度L1为52cm，材质为铁；滚筒的筒壁厚度T1为5.8cm。所述的凸起2规则排列在滚筒1的表面，凸起的形状为长方体，材质与滚筒1相同。所述的凸起2的高度H为0.9mm，截面积为4.2mm2，厚度T2为0.18mm，相邻两个凸起2在滚筒1上的间距D为0.9mm。所述的孔的形状为圆形，面积为0.4mm2。
3)选择接收基材：所述的基材为窗纱，网孔形状为三角形，材质为尼龙，形成网孔的单丝直径为13μm，网孔面积为3mm2，克重为70g/m2。
4)静电纺丝：采用上述的静电纺丝接收装置，将基材置于滚筒1上，将添加剂混到聚合物纺丝溶液中一起喷出进行静电纺丝，添加剂的浓度为3wt％，形成纳米纤维层，静电纺丝过程中通过高温蒸汽发生装置送入刻蚀蒸汽，刻蚀蒸汽从凸起2的孔中排出，对与之接触的基材表面形成刻蚀，增加基材比表面积。纺丝参数：电压64kV，接收距离50cm，灌注速度4.3mL/h，滚筒转速74r/min，温度20℃，湿度39％，纺丝时间100min；静电纺丝过程中送入的刻蚀蒸汽为乙酸，浓度为26％，温度为140℃，蒸汽送入速度为1m/s，采取间歇送入的方式，间歇送入的总时间为100min，送入∶非送入的时间比例为3∶1，蒸汽从凸起2的小孔中释放速度为1m/s。
5)将覆盖层覆盖于纳米纤维层上，得到可释放负离子的复合防雾霾窗纱。
所得的可释放负离子的复合防雾霾窗纱为复合结构，依上而下分别为覆盖层、纳米纤维层和基材，所得负离子防雾霾窗纱，覆盖层选用聚丙烯，克重为130g/m2，孔隙率为64％，孔径为1.6mm，基材经刻蚀后的比表面积增加率为36％，纳米纤维层的堆积密度为0.019g/cm3，克重为21g/m2，窗纱透光度为72％，在30m3实验舱中，甲醛初始浓度为1mg/m3，苯初始浓度为2mg/m3，1m2的窗纱在44min内可将甲醛含量降至0.073mg/(m3·h)，可将苯含量降至0.073mg/(m3·h)，可将甲苯含量降至0.136mg/(m3·h)，纳米纤维层的耐磨性为摩擦50圈后失重率13.6％，对5μm颗粒的过滤效率为95％，阻力压降为37Pa。
实施例10
如图1所示，为静电纺丝接收装置示意图，所述的静电纺丝接收装置包括滚筒1，滚筒1的表面设有多个空心状的凸起2，凸起2的一面与滚筒1接触，与滚筒1的接触面能够连通至滚筒1内部，该面的对立面封闭，除此两面外，其他面上设有孔，滚筒1的内部为空心结构，一端连接有高温蒸汽发生装置，另一端封闭。
一种可释放负离子的复合防雾霾窗纱的制备方法，具体步骤为：
1)将聚砜(Aldrich428302，重均平均分子量35000道尔顿)溶于丙酮中，得到聚合物纺丝溶液，溶液浓度为37wt％，将金属氧化物作为添加剂。
2)确定接收装置的规格：所述的滚筒1的横截面为圆形，截面积为360cm2，长度L1为54cm，材质为铜；滚筒的筒壁厚度T1为6.4cm。所述的凸起2规则排列在滚筒1的表面，凸起的形状为正方体，材质与滚筒1相同。所述的凸起2的高度H为0.95mm，截面积为4.4mm2，厚度T2为0.19mm，相邻两个凸起2在滚筒1上的间距D为0.95mm。所述的孔的形状为正方形，面积为0.45mm2。
3)选择接收基材：所述的基材为窗纱，网孔形状为正方形，材质为尼龙，形成网孔的单丝直径为14.5μm，网孔面积为3.4mm2，克重为80g/m2。
4)静电纺丝：采用上述的静电纺丝接收装置，将基材置于滚筒1上，将添加剂混到聚合物纺丝溶液中一起喷出进行静电纺丝，添加剂的浓度为4wt％，形成纳米纤维层，静电纺丝过程中通过高温蒸汽发生装置送入刻蚀蒸汽，刻蚀蒸汽从凸起2的孔中排出，对与之接触的基材表面形成刻蚀，增加基材比表面积。纺丝参数：电压70kV，接收距离55cm，灌注速度4.6mL/h，滚筒转速80r/min，温度25℃，湿度42％，纺丝时间110min；静电纺丝过程中送入的刻蚀蒸汽为乙酸，浓度为28％，温度为140℃，蒸汽送入速度为1m/s，采取间歇送入的方式，间歇送入的总时间为110min，送入∶非送入的时间比例为4∶1，蒸汽从凸起2的小孔中释放速度为1.1m/s。
5)将覆盖层覆盖于纳米纤维层上，得到可释放负离子的复合防雾霾窗纱。
所得的可释放负离子的复合防雾霾窗纱为复合结构，依上而下分别为覆盖层、纳米纤维层和基材，所得负离子防雾霾窗纱，覆盖层选用聚丙烯/聚乙烯复合，克重为140g/m2，孔隙率为62％，孔径为1.4mm，基材经刻蚀后的比表面积增加率为40％，纳米纤维层的堆积密度为0.0216g/cm3，克重为24g/m2，窗纱透光度为70％，在30m3实验舱中，甲醛初始浓度为1mg/m3，苯初始浓度为2mg/m3，1m2的窗纱在42min内可将甲醛含量降至0.070mg/(m3·h)，可将苯含量降至0.070mg/(m3·h)，可将甲苯含量降至0.130mg/(m3·h)，纳米纤维层的耐磨性为摩擦50圈后失重率13％，对5μm颗粒的过滤效率为100％，阻力压降为40Pa。
实施例11
如图1所示，为静电纺丝接收装置示意图，所述的静电纺丝接收装置包括滚筒1，滚筒1的表面设有多个空心状的凸起2，凸起2的一面与滚筒1接触，与滚筒1的接触面能够连通至滚筒1内部，该面的对立面封闭，除此两面外，其他面上设有孔，滚筒1的内部为空心结构，一端连接有高温蒸汽发生装置，另一端封闭。
一种可释放负离子的复合防雾霾窗纱的制备方法，具体步骤为：
1)将聚醚砜(巴斯夫E1010，重均平均分子量24000道尔顿)溶于N-甲基吡咯烷酮中，得到聚合物纺丝溶液，溶液浓度为40wt％，将电气石作为添加剂。
2)确定接收装置的规格：所述的滚筒1的横截面为圆形，截面积为390cm2，长度L1为56cm，材质为铝；滚筒的筒壁厚度T1为7cm。所述的凸起2规则排列在滚筒1的表面，凸起的形状为长方体，材质与滚筒1相同。所述的凸起2的高度H为1.05mm，截面积为4.6mm2，厚度T2为0.2mm，相邻两个凸起2在滚筒1上的间距D为1mm。所述的孔的形状为长方形，面积为0.5mm2。
3)选择接收基材：所述的基材为窗纱，网孔形状为长方形，材质为尼龙，形成网孔的单丝直径为16μm，网孔面积为3.7mm2，克重为90g/m2。
4)静电纺丝：采用上述的静电纺丝接收装置，将基材置于滚筒1上，将添加剂混到聚合物纺丝溶液中一起喷出进行静电纺丝，添加剂的浓度为5wt％，形成纳米纤维层，静电纺丝过程中通过高温蒸汽发生装置送入刻蚀蒸汽，刻蚀蒸汽从凸起2的孔中排出，对与之接触的基材表面形成刻蚀，增加基材比表面积。纺丝参数：电压76kV，接收距离60cm，灌注速度4.9mL/h，滚筒转速86r/min，温度30℃，湿度45％，纺丝时间120min；静电纺丝过程中送入的刻蚀蒸汽为甲酸，浓度为30％，温度为120℃，蒸汽送入速度为1m/s，采取间歇送入的方式，间歇送入的总时间为120min，送入∶非送入的时间比例为1∶4，蒸汽从凸起2的小孔中释放速度为.2m/s。
5)将覆盖层覆盖于纳米纤维层上，得到可释放负离子的复合防雾霾窗纱。
所得的可释放负离子的复合防雾霾窗纱为复合结构，依上而下分别为覆盖层、纳米纤维层和基材，所得负离子防雾霾窗纱，覆盖层选用聚乙烯，克重为144g/m2，孔隙率为60％，孔径为1.4mm，基材经刻蚀后的比表面积增加率为43％，纳米纤维层的堆积密度为0.0242g/cm3，克重为27g/m2，窗纱透光度为68％，在30m3实验舱中，甲醛初始浓度为1mg/m3，苯初始浓度为2mg/m3，1m2的窗纱在40min内可将甲醛含量降至0.067mg/(m3·h)，可将苯含量降至0.067mg/(m3·h)，可将甲苯含量降至0.124mg/(m3·h)，纳米纤维层的耐磨性为摩擦50圈后失重率12.4％，对2μm颗粒的过滤效率为80％，阻力压降为43Pa。
实施例12
如图1所示，为静电纺丝接收装置示意图，所述的静电纺丝接收装置包括滚筒1，滚筒1的表面设有多个空心状的凸起2，凸起2的一面与滚筒1接触，与滚筒1的接触面能够连通至滚筒1内部，该面的对立面封闭，除此两面外，其他面上设有孔，滚筒1的内部为空心结构，一端连接有高温蒸汽发生装置，另一端封闭。
一种可释放负离子的复合防雾霾窗纱的制备方法，具体步骤为：
1)将尼龙6(阿拉丁P128923，重均平均分子量10000道尔顿)、尼龙66(阿拉丁P111447，重均平均分子量13000道尔顿)混合溶于甲酸中，得到聚合物纺丝溶液，混合比例1：1，溶液浓度为10wt％，将碳化硅作为添加剂。
2)确定接收装置的规格：所述的滚筒1的横截面为圆形，截面积为420cm2，长度L1为58cm，材质为铁；滚筒的筒壁厚度T1为7.6cm。所述的凸起2规则排列在滚筒1的表面，凸起的形状为圆柱体，材质与滚筒1相同。所述的凸起2的高度H为1.1mm，截面积为4.8mm2，厚度T2为0.21mm，相邻两个凸起2在滚筒1上的间距D为0.5mm。所述的孔的形状为三角形，面积为0.55mm2。
3)选择接收基材：所述的基材为窗纱，网孔形状为圆形，材质为尼龙，形成网孔的单丝直径为17.5μm，网孔面积为4mm2，克重为100g/m2。
4)静电纺丝：采用上述的静电纺丝接收装置，将基材置于滚筒1上，将添加剂混到聚合物纺丝溶液中一起喷出进行静电纺丝，添加剂的浓度为0.01wt％，形成纳米纤维层，静电纺丝过程中通过高温蒸汽发生装置送入刻蚀蒸汽，刻蚀蒸汽从凸起2的孔中排出，对与之接触的基材表面形成刻蚀，增加基材比表面积。纺丝参数：电压82kV，接收距离65m，灌注速度5.2mL/h，滚筒转速92r/min，温度35℃，湿度48％，纺丝时间130min；静电纺丝过程中送入的刻蚀蒸汽为甲酸，浓度为35％，温度为120℃，蒸汽送入速度为1m/s，采取间歇送入的方式，间歇送入的总时间为130min，送入∶非送入的时间比例为1∶3，蒸汽从凸起2的小孔中释放速度为1.3m/s。
5)将覆盖层覆盖于纳米纤维层上，得到可释放负离子的复合防雾霾窗纱。
所得的可释放负离子的复合防雾霾窗纱为复合结构，依上而下分别为覆盖层、纳米纤维层和基材，所得负离子防雾霾窗纱，覆盖层选用聚丙烯，克重为147g/m2，孔隙率为58％，孔径为1.4mm，基材经刻蚀后的比表面积增加率为47％，纳米纤维层的堆积密度为0.0268g/cm3，克重为30g/m2，窗纱透光度为66％，在30m3实验舱中，甲醛初始浓度为1mg/m3，苯初始浓度为2mg/m3，1m2的窗纱在38min内可将甲醛含量降至0.064mg/(m3·h)，可将苯含量降至0.064mg/(m3·h)，可将甲苯含量降至0.118mg/(m3·h)，纳米纤维层的耐磨性为摩擦50圈后失重率11.8％，对2μm颗粒的过滤效率为85％，阻力压降为46Pa。
实施例13
如图1所示，为静电纺丝接收装置示意图，所述的静电纺丝接收装置包括滚筒1，滚筒1的表面设有多个空心状的凸起2，凸起2的一面与滚筒1接触，与滚筒1的接触面能够连通至滚筒1内部，该面的对立面封闭，除此两面外，其他面上设有孔，滚筒1的内部为空心结构，一端连接有高温蒸汽发生装置，另一端封闭。
一种可释放负离子的复合防雾霾窗纱的制备方法，具体步骤为：
1)将聚乙二醇(阿拉丁M109716，重均平均分子量5000道尔顿)、聚乙烯醇(阿拉丁P119575，重均平均分子量21000道尔顿)溶于水中，混合比例1∶2，得到聚合物纺丝溶液，溶液浓度为13wt％，将负离子陶瓷粉作为添加剂。
2)确定接收装置的规格：所述的滚筒1的横截面为圆形，截面积为450cm2，长度L1为60m，材质为铜；滚筒的筒壁厚度T1为8.2cm。所述的凸起2规则排列在滚筒1的表面，凸起的形状为三棱柱，材质与滚筒1相同。所述的凸起2的高度H为1.15mm，截面积为5mm2，厚度T2为0.22mm，相邻两个凸起2在滚筒1上的间距D为0.55mm。所述的孔的形状为圆形，面积为0.6mm2。
3)选择接收基材：所述的基材为窗纱，网孔形状为三角形，材质为尼龙，形成网孔的单丝直径为19μm，网孔面积为4.4mm2，克重为100g/m2。
4)静电纺丝：采用上述的静电纺丝接收装置，将基材置于滚筒1上，将添加剂混到聚合物纺丝溶液中一起喷出进行静电纺丝，添加剂的浓度为0.05wt％，形成纳米纤维层，静电纺丝过程中通过高温蒸汽发生装置送入刻蚀蒸汽，刻蚀蒸汽从凸起2的孔中排出，对与之接触的基材表面形成刻蚀，增加基材比表面积。纺丝参数：电压90kV，接收距离70cm，灌注速度5.5mL/h，滚筒转速98r/min，温度40℃，湿度51％，纺丝时间140min；静电纺丝过程中送入的刻蚀蒸汽为乙酸，浓度为40％，温度为140℃，蒸汽送入速度为1m/s，采取间歇送入的方式，间歇送入的总时间为140min，送入∶非送入的时间比例为1∶2，蒸汽从凸起2的小孔中释放速度为1.4m/s。
5)将覆盖层覆盖于纳米纤维层上，得到可释放负离子的复合防雾霾窗纱。
所得的可释放负离子的复合防雾霾窗纱为复合结构，依上而下分别为覆盖层、纳米纤维层和基材，所得负离子防雾霾窗纱，覆盖层选用聚丙烯/聚乙烯复合，克重为150g/m2，孔隙率为56％，孔径为1.4mm，基材经刻蚀后的比表面积增加率为50％，纳米纤维层的堆积密度为0.0294g/cm3，克重为33g/m2，窗纱透光度为64％，在30m3实验舱中，甲醛初始浓度为1mg/m3，苯初始浓度为2mg/m3，1m2的窗纱在36min内可将甲醛含量降至0.061mg/(m3·h)，可将苯含量降至0.061mg/(m3·h)，可将甲苯含量降至0.112mg/(m3·h)，纳米纤维层的耐磨性为摩擦50圈后失重率11.2％，对2μm颗粒的过滤效率为90％，阻力压降为49Pa。
实施例14
如图1所示，为静电纺丝接收装置示意图，所述的静电纺丝接收装置包括滚筒1，滚筒1的表面设有多个空心状的凸起2，凸起2的一面与滚筒1接触，与滚筒1的接触面能够连通至滚筒1内部，该面的对立面封闭，除此两面外，其他面上设有孔，滚筒1的内部为空心结构，一端连接有高温蒸汽发生装置，另一端封闭。
一种可释放负离子的复合防雾霾窗纱的制备方法，具体步骤为：
1)将聚甲基丙烯酸甲酯(阿拉丁P107082，重均平均分子量8000道尔顿)、聚苯乙烯(江苏赛宝龙GP525，重均平均分子量33000道尔顿)溶于N，N-二甲基乙酰胺中，混合比例2∶1，得到聚合物纺丝溶液，溶液浓度为16wt％，将玉石粉作为添加剂。
2)确定接收装置的规格：所述的滚筒1的横截面为圆形，截面积为480cm2，长度L1为62m，材质为铝；滚筒的筒壁厚度T1为8.8cm。所述的凸起2规则排列在滚筒1的表面，凸起的形状为正方体，材质与滚筒1相同。所述的凸起2的高度H为1.2mm，截面积为5.2mm2，厚度T2为0.23mm，相邻两个凸起2在滚筒1上的间距D为0.6mm。所述的孔的形状为正方形，面积为0.65mm2。
3)选择接收基材：所述的基材为窗纱，网孔形状为正方形，材质为尼龙，形成网孔的单丝直径为20.5μm，网孔面积为4.7mm2，克重为110g/m2。
4)静电纺丝：采用上述的静电纺丝接收装置，将基材置于滚筒1上，将添加剂混到聚合物纺丝溶液中一起喷出进行静电纺丝，添加剂的浓度为0.1wt％，形成纳米纤维层，静电纺丝过程中通过高温蒸汽发生装置送入刻蚀蒸汽，刻蚀蒸汽从凸起2的孔中排出，对与之接触的基材表面形成刻蚀，增加基材比表面积。纺丝参数：电压100kV，接收距离75cm，灌注速度5.8mL/h，滚筒转速104r/min，温度10℃，湿度54％，纺丝时间150min；静电纺丝过程中送入的刻蚀蒸汽为甲酸，浓度为45％，温度为120℃，蒸汽送入速度为1m/s，采取间歇送入的方式，间歇送入的总时间为150min，送入∶非送入的时间比例为1∶1，蒸汽从凸起2的小孔中释放速度为1.5m/s。
5)将覆盖层覆盖于纳米纤维层上，得到可释放负离子的复合防雾霾窗纱。
所得的可释放负离子的复合防雾霾窗纱为复合结构，依上而下分别为覆盖层、纳米纤维层和基材，所得负离子防雾霾窗纱，覆盖层选用聚乙烯，克重为154g/m2，孔隙率为55％，孔径为1.2mm，基材经刻蚀后的比表面积增加率为53％，纳米纤维层的堆积密度为0.032g/cm3，克重为37g/m2，窗纱透光度为62％，在30m3实验舱中，甲醛初始浓度为1mg/m3，苯初始浓度为2mg/m3，1m2的窗纱在34min内可将甲醛含量降至0.058mg/(m3·h)，可将苯含量降至0.058mg/(m3·h)，可将甲苯含量降至0.106mg/(m3·h)，纳米纤维层的耐磨性为摩擦50圈后失重率10.6％，对2μm颗粒的过滤效率为95％，阻力压降为52Pa。
实施例15
如图1所示，为静电纺丝接收装置示意图，所述的静电纺丝接收装置包括滚筒1，滚筒1的表面设有多个空心状的凸起2，凸起2的一面与滚筒1接触，与滚筒1的接触面能够连通至滚筒1内部，该面的对立面封闭，除此两面外，其他面上设有孔，滚筒1的内部为空心结构，一端连接有高温蒸汽发生装置，另一端封闭。
一种可释放负离子的复合防雾霾窗纱的制备方法，具体步骤为：
1)将聚苯胺(石家庄冀安亚大新材料科技有限公司，重均平均分子量60000道尔顿)、聚氧化乙烯(阿拉丁P101340，重均平均分子量300000道尔顿)溶于四氢呋喃中，混合比例1∶3，得到聚合物纺丝溶液，溶液浓度为19wt％，将金属氧化物作为添加剂。
2)确定接收装置的规格：所述的滚筒1的横截面为圆形，截面积为510cm2，长度L1为64m，材质为铁；滚筒的筒壁厚度T1为9.2cm。所述的凸起2规则排列在滚筒1的表面，凸起的形状为长方体，材质与滚筒1相同。所述的凸起2的高度H为1.25mm，截面积为5.4mm2，厚度T2为0.24mm，相邻两个凸起2在滚筒1上的间距D为0.65mm。所述的孔的形状为长方形，面积为0.7mm2。
3)选择接收基材：所述的基材为窗纱，网孔形状为长方形，材质为尼龙，形成网孔的单丝直径为22μm，网孔面积为5mm2，克重为110g/m2。
4)静电纺丝：采用上述的静电纺丝接收装置，将基材置于滚筒1上，将添加剂混到聚合物纺丝溶液中一起喷出进行静电纺丝，添加剂的浓度为0.2wt％，形成纳米纤维层，静电纺丝过程中通过高温蒸汽发生装置送入刻蚀蒸汽，刻蚀蒸汽从凸起2的孔中排出，对与之接触的基材表面形成刻蚀，增加基材比表面积。纺丝参数：电压100kV，接收距离75cm，灌注速度5.8mL/h，滚筒转速104r/min，温度10℃，湿度54％，纺丝时间150min；静电纺丝过程中送入的刻蚀蒸汽为甲酸，浓度为50％，温度为120℃，蒸汽送入速度为1m/s，采取间歇送入的方式，间歇送入的总时间为150min，送入∶非送入的时间比例为1∶1，蒸汽从凸起2的小孔中释放速度为1.5m/s。
5)将覆盖层覆盖于纳米纤维层上，得到可释放负离子的复合防雾霾窗纱。
所得的可释放负离子的复合防雾霾窗纱为复合结构，依上而下分别为覆盖层、纳米纤维层和基材，所得负离子防雾霾窗纱，覆盖层选用聚丙烯，克重为157g/m2，孔隙率为54％，孔径为1.1mm，基材经刻蚀后的比表面积增加率为56％，纳米纤维层的堆积密度为0.0346g/cm3，克重为40g/m2，窗纱透光度为60％，在30m3实验舱中，甲醛初始浓度为1mg/m3，苯初始浓度为2mg/m3，1m2的窗纱在32min内可将甲醛含量降至0.055mg/(m3·h)，可将苯含量降至0.055mg/(m3·h)，可将甲苯含量降至0.1mg/(m3·h)，纳米纤维层的耐磨性为摩擦50圈后失重率10％，对2μm颗粒的过滤效率为100％，阻力压降为55Pa。

Claims (9)

1.一种可释放负离子的复合防雾霾窗纱的制备方法，其特征在于，具体步骤包括：
步骤1：将聚合物溶于溶剂中，得到聚合物纺丝溶液；
步骤2：采用一种静电纺丝接收装置，装置包括滚筒(1)，滚筒(1)的表面设有多个空心状的凸起(2)，凸起(2)的一面与滚筒(1)接触，与滚筒(1)的接触面能够连通至滚筒(1)内部，该面的对立面封闭，除此两面外，其他面上设有孔，滚筒(1)的内部为空心结构，一端连接有高温蒸汽发生装置，另一端封闭；所述的滚筒(1)的横截面为圆形，截面积为100～1000cm2，长度L1为30～100cm，材质为铁、铝、铜或其他导电材料；滚筒的筒壁厚度T1为2～20cm；所述的凸起(2)规则排列在滚筒(1)的表面，凸起的形状为三棱柱、正方体、长方体或圆柱体，材质与滚筒(1)相同；所述的凸起(2)的高度H为0.5～2mm，截面积为0.25～9mm2，厚度T2为0.1～0.5mm，相邻两个凸起(2)在滚筒(1)上的间距D为0.5～1mm；所述的孔的形状为圆形、正方形、长方形或三角形，面积为0.01～1mm2；将基材置于静电纺丝接收装置滚筒(1)上，将添加剂分散到分散液中形成添加剂分散液，将添加剂分散液和聚合物纺丝溶液独立喷出分别进行静电喷雾和静电纺丝，或将添加剂混到聚合物纺丝溶液中一起喷出进行静电纺丝形成纳米纤维层，静电纺丝过程中通过高温蒸汽发生装置送入刻蚀蒸汽，刻蚀蒸汽从静电纺丝接收装置凸起(2)的孔中排出，对与之接触的基材表面形成刻蚀，增加基材比表面积；所述的添加剂为电气石、硅藻土、粉煤灰、负离子陶瓷粉、金属氧化物或碳化硅；所述的基材为窗纱；
步骤3：将覆盖层覆盖于纳米纤维层上，得到可释放负离子的复合防雾霾窗纱。
2.如权利要求1所述的可释放负离子的复合防雾霾窗纱的制备方法，其特征在于，所述的聚合物为氟化乙丙烯共聚物、聚全氟乙丙烯、聚丙烯、可溶性聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚乙烯醇缩丁醛、聚苯乙烯、聚酯、聚醋酸乙烯、尼龙6、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯胺、聚氧化乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯腈、聚己内酯、聚四氟乙烯、聚乙二醇、聚氨酯、聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚偏氟乙烯-四氟乙烯-全氟甲基乙烯基醚和聚偏氟乙烯-三氟氯乙烯中的一种以上；溶剂为甲酸、四氢呋喃、水、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、丙酮、氯仿、甲酚、二甲基亚砜、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、甲苯、N-甲基吡咯烷酮、和甲基乙基酮中的一种以上。
3.如权利要求2所述的可释放负离子的复合防雾霾窗纱的制备方法，其特征在于，所述的聚酯为聚对苯二甲酸乙二酯。
4.如权利要求1所述的可释放负离子的复合防雾霾窗纱的制备方法，其特征在于，所述的基材的网孔形状为三角形、正方形、长方形或圆形，材质为尼龙或金属，形成网孔的单丝直径为1～50μm，网孔面积为0.3～10mm2。
5.如权利要求1所述的可释放负离子的复合防雾霾窗纱的制备方法，其特征在于，所述的聚合物纺丝溶液的浓度为10～40wt％，添加剂分散液的浓度为10～40wt％；将添加剂混到聚合物纺丝溶液中形成的溶液中添加剂的浓度为0.01wt％～5wt％；将添加剂分散液和聚合物纺丝溶液独立喷出分别进行静电喷雾和静电纺丝时，聚合物溶液的纺丝参数：电压10～100kV，接收距离5～150cm，灌注速度0.1～10mL/h，滚筒转速20～200r/min，温度10～40℃，湿度10～99％，纺丝时间10～300min；添加剂分散液的静电喷雾参数：电压10～100kV，接收距离5～150cm，灌注速度0.1～10mL/h，滚筒转速20～200r/min，温度10～40℃，湿度10～99％，纺丝时间10～300min；将添加剂混到聚合物纺丝溶液中一起喷出的纺丝参数：电压10～100kV，接收距离5～150cm，灌注速度0.1～10mL/h，滚筒转速20～200r/min，温度10～40℃，湿度10～99％，纺丝时间10～300min。
6.如权利要求1所述的可释放负离子的复合防雾霾窗纱的制备方法，其特征在于，所述的刻蚀蒸汽的成分为甲酸溶液、乙酸溶液、氢氧化钠溶液、硫酸铜溶液、碳酸钠溶液或碳酸镁溶液，浓度为10％～80％，蒸汽送入速度为0.1～3m/s，送入方式为间歇送入或连续送入，间歇送入的总时间为10～300min，送入：非送入的时间比例为1：1、1:2、1:3、1:4、4:1、3:1或2:1；连续送入的时间为10～300min，蒸汽从凸起(2)的孔中释放速度为0.1～3m/s，经刻蚀后的基材比表面积增加率为10％～90％。
7.如权利要求1所述的可释放负离子的复合防雾霾窗纱的制备方法，其特征在于，所述的可释放负离子的复合防雾霾窗纱为复合结构，依上而下分别为覆盖层、纳米纤维层和基材，覆盖层的材质为聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯/聚乙烯、尼龙或金属，克重为10～200g/m2，纳米纤维层的的堆积密度为0.006～0.084g/cm3，克重为0.01～70g/m2，基材材质为聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯/聚乙烯、尼龙或金属，克重为10～200g/m2。
8.如权利要求1所述的可释放负离子的复合防雾霾窗纱的制备方法，其特征在于，所述的可释放负离子的复合防雾霾窗纱的透光度为30～90％，在5～60min内可将甲醛含量降至0.01～0.10mg/(m3·h)，可将苯含量降至0.01～0.11mg/(m3·h)，可将甲苯含量降至0.01～0.20mg/(m3·h)，纳米纤维层的耐磨性为摩擦50圈后失重率1％～20％，对0.3μm～10μm颗粒的过滤效率为80～100％，阻力压降为10～100Pa。
9.如权利要求1-8中任一项所述的可释放负离子的复合防雾霾窗纱的制备方法所制备的可释放负离子的复合防雾霾窗纱。
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