RU2385177C1 - Способ получения фильтрующего материала, фильтрующий материал и средство для защиты органов дыхания - Google Patents
Способ получения фильтрующего материала, фильтрующий материал и средство для защиты органов дыхания Download PDFInfo
- Publication number
- RU2385177C1 RU2385177C1 RU2008131139/15A RU2008131139A RU2385177C1 RU 2385177 C1 RU2385177 C1 RU 2385177C1 RU 2008131139/15 A RU2008131139/15 A RU 2008131139/15A RU 2008131139 A RU2008131139 A RU 2008131139A RU 2385177 C1 RU2385177 C1 RU 2385177C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- polymer
- fibers
- electroforming
- filtration material
- respiratory system
- Prior art date
Links
Landscapes
- Nonwoven Fabrics (AREA)
- Filtering Materials (AREA)
- Respiratory Apparatuses And Protective Means (AREA)
- Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области получения полимерных волокнистых фильтрующих материалов. Предложен способ получения фильтрующего материала путем электроформования волокна с диаметром 1-10 мкм из 5-20 мас.% раствора полимера в органическом растворителе, имеющего вязкость 3,5-5,0 Пуаз, при напряжении электроформования 60-140 кВ, в котором в качестве полимера используют хлорированные полиэтилен или полипропилен, имеющие степень хлорирования 64-66% и молекулярный вес (2-15)·105. Полученный материал используют в средствах для защиты органов дыхания, в качестве рабочего слоя, нанесенного на подложку из аппретированной марли. Изобретение позволяет получить фильтрующие материалы, обладающие высокими защитными характеристиками. 3 н.п. ф-лы, 3 табл.
Description
Изобретение относится к области получения методом электроформования волокнистых полимерных фильтрующих материалов, используемых для защиты органов дыхания и окружающей среды от токсичных аэрозолей.
Сущность метода электроформования заключается в получении при создании разности электрических потенциалов ультратонких (1-10 мкм) полимерных волокон из раствора волокнообразующего полимера с последующим осаждением волокон на подложку или без нее.
Под действием электрического поля происходит нейтрализация сил поверхностного натяжения раствора, в результате чего он вытекает в виде тонкой нити из дозирующего устройства, являющегося полюсом высокого напряжения, и расщепляется на множество более тонких нитей. В процессе испарения растворителя нити превращаются в сухие волокна, которые осаждаются на противоположно заряженном приемном электроде.
Основа метода, характеристики полученных с его использованием фильтрующих материалов и области их использования подробно описаны в книге Э.А.Дружинина «Производство и свойства фильтрующих материалов Петрянова из ультратонких полимерных волокон», Москва, 2007, с.16-96, 156-164, и книге Ю.Н.Филатова «Электроформование волокнистых материалов СЭФВ-процесс», М.: Нефть и газ, 1997, с.3-7.
Известен способ получения фильтрующего материала из сополимера стирола с акрилонитрилом с диаметром волокон 1-10 мкм из прядильного раствора, содержащего дихлорэтан, электролитические добавки и растворители из ряда: ацетон или метилэтилкетон, или этилацетат, или бутилацетат (патент RU 2182511, В 01039/16, 2002.05.20).
Недостатком данного способа является то, что фильтрующий материал, полученный на его основе имеет низкую механическую прочность.
Известен способ получения фильтрующего материалов ФПП-15-1,5 по ТУ 6-16-2813-84; ФПП -15-1,0 по ТУ 6-16-2502-81; ФПП-15-0,8 по ТУ 6-16-2090-84; ФПП-15-0,6 по ТУ 6-16-2571-85, основанный на переработке 10-12 мас.% прядильного раствора смолы поливинилхлоридной хлорированной в дихлорэтане методом электроформования с последующим наложением волокон на подложку из марли или полотна клееного. В качестве технологической добавки для регулирования вязкости и удельной электропроводности прядильного раствора, а также скорости волокнообразования используется спирт этиловый. Для регулирования электропроводности в раствор также вводят электролитические добавки. Данный способ позволяет получать фильтрующий материал ФПП с различными защитными характеристиками. Недостатком метода является относительно низкая разрывная нагрузка волокнистого слоя (0,49-1,18 Н, 0,05-0,12 кгс).
Известен волокнистый фильтрующий материал из сополимера стирола с метилметакрилатом и акрилонитрилом, содержащий волокна 6-10 мм в количестве 70-80% и волокна диаметром 1-2 мм в количестве 20-30%, а также способ его получения путем электростатического формования из раствора полимера в органическом растворителе (патент RU 2049525, В01 039/16, опубл. 1995.12.10).
Данный материал имеет недостаточно высокие механические характеристики.
Известен волокнистый фильтрующий материал ФПП-15-1,5 по ТУ 6-16-2813-84, ФПП-15-1,0 по ТУ 6-16-2502-81, ФПП-15-0,8 по ТУ 6-16-2090-84, ФПП-15-0,6 по ТУ 6-16-2571-85 со следующими показателями, представленными в табл.1.
Данный материал имеет недостаточно высокие механические характеристики.
Известно средство защиты органов дыхания по патенту 2182511 (опубл. 2002.05.20), содержащее рабочий слой из полимерных волокон с диаметром 1-10 мкм, защитный слой из марли и фильтродержатель, причем рабочий слой выполнен из волокон сополимера стирола с акрилонитрилом, с поверхностной плотностью 20-80 г/м2 и аэродинамическим сопротивлением 3-60 Па при скорости потока воздуха 1 см/с.
Недостатком данного средства защиты органов дыхания является низкая механическая прочность используемого фильтрующего материала.
Предлагаемым изобретением решается задача разработки способа получения фильтрующего материала, позволяющего получать фильтрующий материал с высокими механическими характеристиками при сохранении защитных характеристик, необходимых при использовании этого материала в средствах для защиты органов дыхания.
Поставленная задача решается описываемым способом получения фильтрующего материала путем электроформования волокна с диаметром 1-10 мкм из 5-20 мас.% раствора полимера в органическом растворителе, имеющего вязкость 3,5-5,0 Пуаз при напряжении электроформования 60-140 кВ, причем в качестве полимера используют хлорированные полиэтилен или полипропилен класса высокохлорированные полиолефины, имеющие степень хлорирования 64-66% и молекулярный вес (2-15)·105. Данный выбор основан на следующих основных свойствах полимера, обусловливающих заданные свойства продукта, а именно: способность образовывать однородные стабильные растворы при растворении в ряде органических растворителях, гидрофобность в сочетании с высоким электрическим сопротивлением, высокая химическая стойкость к кислотам и щелочам, высокая термическая стойкость, высокие значения прочности при растяжении и относительного удлинения.
Поставленная задача решается также фильтрующим материалом, полученным описанным выше способом, причем в качестве полимера используют хлорированные полиэтилен или полипропилен, имеющие степень хлорирования 64-66% и молекулярный вес (2-15)·105.
Поставленная задача решается также средством для защиты органов дыхания, содержащим рабочий слой из полимерных волокон, причем в качестве полимера используют хлорированные полиэтилен или полипропилен, имеющие степень хлорирования 64-66% и молекулярный вес (2-15)·105.
Благодаря заявленному способу получен фильтрующий материал с улучшенными механическими свойствами, причем фильтрующий материал обладает необходимыми свойствами для изготовления индивидуальных средств защиты.
Примеры получения фильтрующего материала представлены в табл.2, 3.
Приготавливают 5-20 мас.% прядильный раствор высокохлорированного полиэтилена или полипропилена, имеющего степень хлорирования 64-66% и молекулярный вес (2-15)·105, в органическом растворителе (см. табл.2). Раствор должен быть однородным (без примеси твердых частиц), т.е. полимер полностью растворим в выбранном растворителе. В приготовленном растворе указанной массовой концентрации определяется динамическая вязкость. В качестве технологической добавки для регулирования электропроводности используется раствор тетраэтиламмония в этиловом спирте (см. табл.2). Затем проводят электроформование волокнистого слоя в диапазоне электрического напряжения 60-140 кВ и давлении прядильного раствора 0,6-2,0 кгс/см2.
Как показали лабораторные испытания, полученные в соответствии с изобретением фильтрующие материалы имеют волокна со средним диаметром 1-10 мкм, обладают высокими защитными характеристиками, а именно: коэффициентом проницаемости стандартного масляного тумана со средним радиусом частиц 0,15-0,17 мкм при скорости 1 см/с от 0,0002 до 0,12, улучшенными механическими свойствами (разрывная нагрузка от 2,1 до 4,3), сопротивление потоку воздуха 0,5-1,35 мм вод.ст. (4,9-13,23 Па) при скорости потока воздуха 1 см/с, относительном удлинении в пределах 0,4-0,66 (см. табл.3).
Описанный фильтрующий материал был изготовлен на производственной базе ОАО «Сорбент», из которого получена опытная партия средств индивидуальной защиты органов дыхания типа «Лепесток», «У-2К», содержащих рабочий слой из заявленного материала, нанесенного на подложку из аппретированной марли, а также проведены испытания респираторов типа Ф-62, РПГ-67, РУ-60М, которые дали положительный результат.
| Таблица 3 | |||||||
| Характеристика фильтрующих материалов на основе высокохлорированного полиэтилена и полипропилена | |||||||
| Наименование фильтрующего материала на основе прядильного раствора (№ примера табл.1) | Технологические параметры изготовления | Показатели качества материала | |||||
| Напряжение, кВ | Давление раствора, кгс/см2 | Сопротивление потоку воздуха при расчетной скорости 1 см/сек, мм вод.ст. (Па) | Коэффициент проницаемости по масляному туману при расчетной скорости 1 см/сек, % | Поверхностная плотность волокнистого слоя, г/м2 | Разрывная нагрузка волокнистого слоя, Н | Относительное удлинение при разрыве волокнист. слоя | |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| №1 | 80 | 1,2 | 0,64 (6,27) | 0,03 | 26,9 | 3,0 | 0,49 |
| 100 | 1,2 | 0,80 (7,84) | 0,076 | 25,0 | 3,2 | 0,50 | |
| №2 | 120 | 1,4 | 1,0-1,2 | 0,006 | 39,3 | 3,9 | 0,48 |
| (9,8-11,76) | |||||||
| 140 | 2,0 | 1,35 (13,23) | 0,008 | 35,0 | 3,5 | 0,49 | |
| №3 | 110 | 1,7 | 0,70-0,75 | 0,014 | 35,9 | 3,7 | 0,43 |
| (6,86-7,35) | |||||||
| №4 | 120 | 1,8 | 0,80 (7,84) | 0,0004 | 47,2 | 4,3 | 0,40 |
| №5 | 60 | 1,0 | 0,55 (5,39) | 0,12 | 20,5 | 2,1 | 0,54 |
| 100 | 0,8 | 1,0 (9,8) | 0,02 | 24,8 | 2,7 | 0,50 | |
| №6 | 120 | 0,7 | 0,75 (7,35) | 0,04 | 30,3 | 3,2 | 0,56 |
| №7 | 110 | 0,6 | 1,05 (10,29) | 0,0002 | 31,3 | 3,8 | 0,56 |
| 120 | 0,6 | 0,95 (9,31) | 0,0008 | 27,4 | 3,5 | 0,55 | |
| №8 | 110 | 0,6 | 0,78 (7,64) | 0,002 | 18,1 | 2,5 | 0,56 |
| №9 | 100 | 0,6 | 0,6 (5,88) | 0,06 | 25,3 | 2,8 | 0,5 |
| №10 | 100 | 0,6 | 0,5 (4,9) | 0,6 | 24,0 | 2,8 | 0,49 |
| 120 | 0,7 | 0,75 (7,35) | 0,04 | 30,3 | 3,1 | 0,58 | |
| №11 | 110 | 0,7 | 1,5 (14,7) | 0,0004 | 31,6 | 3,8 | 0,48 |
| №12 | 110 | 0,6 | 1,05 (10,29) | 0,0004 | 31,3 | 3,8 | 0,56 |
| 120 | 0,6 | 0,95 (9,31) | 0,001 | 27,4 | 3,0 | 0,55 | |
| №13 | 110 | 0,6 | 0,78 (7,64) | 0,002 | 18,1 | 2,6 | 0,48 |
| №14 | 110 | 0,6 | 0,78 (7,64) | 0,002 | 18,1 | 2,9 | 0,58 |
| 110 | 0,7 | 0,85 (8,33) | 0,002 | 20,0 | 2,6 | 0,63 | |
| №15 | 110 | 0,7 | 0,85 (8,33) | 0,002 | 20,0 | 2,4 | 0,61 |
| №16 | 120 | 0,7 | 0,92 (9,02) | 0,004 | 23,2 | 2,8 | 0,56 |
| 100 | 0,6 | 0,67 (6,57) | 0,04 | 17,9 | 2,35 | 0,66 | |
| №17 | 120 | 0,7 | 0,92 (9,02) | 0,003 | 23,2 | 2,7 | 0,66 |
Claims (3)
1. Способ получения фильтрующего материала путем электроформования волокна с диаметром 1-10 мкм из 5-20 мас.% раствора полимера в органическом растворителе, имеющего вязкость 3,5-5,0 П при напряжении электроформования 60-140 кВ, отличающийся тем, что в качестве полимера используют хлорированные полиэтилен или полипропилен, имеющие степень хлорирования 64-66% и молекулярный вес (2-15)·105.
2. Фильтрующий материал, состоящий из слоя полидисперсных электрически заряженных ультратонких полимерных волокон, отличающийся тем, что он получен способом, охарактеризованным в п.1.
3. Средство для защиты органов дыхания, содержащее рабочий слой из полимерных волокон с диаметром 1-10 мкм, защитный слой из марли и фильтродержатель, отличающееся тем, что оно содержит рабочий слой из волокон, полученных способом, охарактеризованным в п.1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008131139/15A RU2385177C1 (ru) | 2008-07-28 | 2008-07-28 | Способ получения фильтрующего материала, фильтрующий материал и средство для защиты органов дыхания |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008131139/15A RU2385177C1 (ru) | 2008-07-28 | 2008-07-28 | Способ получения фильтрующего материала, фильтрующий материал и средство для защиты органов дыхания |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2008131139A RU2008131139A (ru) | 2010-02-10 |
| RU2385177C1 true RU2385177C1 (ru) | 2010-03-27 |
Family
ID=42123285
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008131139/15A RU2385177C1 (ru) | 2008-07-28 | 2008-07-28 | Способ получения фильтрующего материала, фильтрующий материал и средство для защиты органов дыхания |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2385177C1 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2492912C2 (ru) * | 2011-12-20 | 2013-09-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский физико-химический институт им. Л.Я. Карпова" (ФГУП "НИФХИ им. Л.Я. Карпова") | Способ получения фильтрующего полимерного материала и фильтрующий материал |
| RU2537591C2 (ru) * | 2013-01-29 | 2015-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Инмед" | Способ получения нановолокон из алифатических сополиамидов электроформованием, состав формовочного раствора для этого способа, и способ модифицирования нановолокон, полученных этим способом |
| RU2810291C1 (ru) * | 2023-04-14 | 2023-12-25 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт синтетического волокна с экспериментальным заводом" (АО "ВНИИСВ") | Установка для получения сорбционно-фильтрующих материалов из растворов полимеров методом аэродинамического формования с повышенной сорбционной активностью |
-
2008
- 2008-07-28 RU RU2008131139/15A patent/RU2385177C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Филатов Ю.Н. Электроформование волокнистых материалов. - М.: Нефть и газ, 1997, с.183, 189-192. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2492912C2 (ru) * | 2011-12-20 | 2013-09-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский физико-химический институт им. Л.Я. Карпова" (ФГУП "НИФХИ им. Л.Я. Карпова") | Способ получения фильтрующего полимерного материала и фильтрующий материал |
| RU2537591C2 (ru) * | 2013-01-29 | 2015-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Инмед" | Способ получения нановолокон из алифатических сополиамидов электроформованием, состав формовочного раствора для этого способа, и способ модифицирования нановолокон, полученных этим способом |
| RU2810291C1 (ru) * | 2023-04-14 | 2023-12-25 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт синтетического волокна с экспериментальным заводом" (АО "ВНИИСВ") | Установка для получения сорбционно-фильтрующих материалов из растворов полимеров методом аэродинамического формования с повышенной сорбционной активностью |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2008131139A (ru) | 2010-02-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104436865B (zh) | 一种高效低阻复合纤维pm2.5过滤膜及静电纺丝制备方法 | |
| US9005510B2 (en) | Processes for producing polymer fibers by electrospinning, colloidal dispersions for use therein, and polymer fibers prepared by such processes | |
| EP1200653B1 (de) | Meso- und nanoröhren | |
| CN108993167B (zh) | 一种抗菌的静电纺丝纳米纤维空气过滤材料的制备及应用 | |
| US20100013126A1 (en) | Process for producing nano- and mesofibers by electrospinning colloidal dispersions | |
| EP2557206B1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Polyamid-Nanofaser-Produkts mittels Elektrospinnen, Polyamid-Nanofaser-Produkt, ein Filtermedium mit Polyamid-Nanofaser-Produkt sowie ein Filterelement mit einem solchen Filtermedium | |
| CN103386257A (zh) | 一种基于静电纺丝技术的纳米纤维复合超滤膜的制备方法 | |
| Xie et al. | Highly stable coated polyvinylpyrrolidone nanofibers prepared using modified coaxial electrospinning | |
| Kannan et al. | Electrospinning—Commercial applications, challenges and opportunities | |
| CN112981725A (zh) | 纳米纤维膜、温敏性Janus复合膜及其制备方法 | |
| RU2385177C1 (ru) | Способ получения фильтрующего материала, фильтрующий материал и средство для защиты органов дыхания | |
| EP2222902A2 (de) | Verfahren zur herstellung von nano- und mesofasern durch elektrospinnen von kolloidalen dispersionen, enthaltend mindestens ein im wesentlichen wasserunlösliches polymer | |
| KR100746643B1 (ko) | 폴리스티렌 초발수성 멤브레인의 제조 방법 및 그에 의하여제조된 초발수성 멤브레인 | |
| Habeeb et al. | Improving the physical properties of nanofibers prepared by electrospinning from polyvinyl chloride and polyacrylonitrile at low concentrations | |
| Al-Abduljabbar et al. | Electrospun Polymer Nanofibers: Processing, Properties, and Applications. Polymers 2023, 15, 65 | |
| JP5433512B2 (ja) | 水不溶性ナノファイバの製造方法 | |
| Rasouli et al. | Optimizing the electrospinning conditions of polysulfone membranes for water microfiltration applications | |
| RU2477644C1 (ru) | Фильтрующий материал, способ его получения и применение | |
| Lackowski et al. | Nonwoven filtration mat production by electrospinning method | |
| Zhou et al. | Preparation of PVDF nanofibrous membrane and its waterproof and breathable property | |
| CN112973478A (zh) | 温敏性超亲水性膜及其制备方法 | |
| RU2637952C2 (ru) | Фильтрующий материал и способ его получения | |
| Jabur et al. | Ambient temperature affect the pore size of PVA nanofibers tissues | |
| JP2008308780A (ja) | 電気紡糸したキトサンおよびセルロース極細繊維 | |
| Zahedi et al. | Morphological and thermal properties of optimized electrospun cellulose acetate nanofibres during deacetylation in different pH values |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE Effective date: 20120719 |