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有机/无机纳米纤维材料制备与功能研究

开发了新型悬浮颗粒物类呼吸防护口罩用电纺纳米纤维膜材料、净水用电纺纳米纤维材料等,取得了作为纳米科技标志性成果。

  李从举北京服装学院材料科学与工程学院教授

  主要业绩

  李从举系该项目负责人,主持并成功研制了纯纳米纤维膜批量化生产的静电纺丝产业化设备,开发了新型悬浮颗粒物类呼吸防护口罩用电纺纳米纤维膜材料、净水用电纺纳米纤维材料等,取得了作为纳米科技标志性成果。

  项目主要创新点

  1.批量化静电纺丝机生产技术集成。

  2.复式纳米纤维膜制备关键制造技术。

  3.纳米纤维膜/布层压技术。

  4.高通量、低渗透阻力的纳米纤维超滤膜的关键制造技术。

  5.气溶胶及超微细颗粒纳米纤维过滤膜制作关键技术。

  项目成果推广应用情况:1.设计研制的多型号多系列静电纺丝机销售到国内科研院所、大专院校及公司,实现销售收入5000万元。2.与北京碧生源膜科技有限公司合作研制的“纳米纤维基水过滤膜”开发新型微滤膜及组件和组器,并将其应用到MBR中,预期通量达到35LMH,与现有的MBR运行通量相比,通量提高40%。3.研制的纳米纤维膜由北京信诚泰化工科技发展有限公司用于过滤印染废水,效果优良,对比煤、焦炭、煤渣、活性炭和碳等5种无机吸附剂的过滤效果,最高达到99.4%。

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  针对我国自主开发的聚芳砜酰胺(PSA)纤维尚存在力学性能不足等问题,张玉梅系该项目主要完成人之一,她及项目组成员利用同步辐射技术,建立了分析纤维从分子结构到微观结构的多层次、多尺度定量分析方法,基于纤维成形过程中非平衡态结构的分析结果,挖掘出制约纤维力学性能提升的结构因素,建立了纤维结构性能与工艺的关系,作为新工艺设计的依据,有效提高了纤维的力学性能。

  1.利用同步辐射的X-射线衍射技术,结合分子模拟的方法,说明了分子间的相互作用,为聚芳砜酰胺纤维超分子结构的定量计算提供了依据。

  2.利用同步辐射技术,研究了PSA纺丝成形过程中的形态结构演变,说明了PSA沿纺程的结晶结构转变点和片晶结构形成的工艺条件,有效提高了纤维力学性能。

  3.建立了聚芳砜酰胺纤维成形过程中微观结构的在线检测方法。

  项目成果在上海特安纶纤维有限公司的千吨生产线进行了应用生产,共生产1.5D等规格纤维15吨,从应用效果来看大幅度改善和提高了纤维的拉伸强力,试验批次纤维平均强度达到3.5~3.7cN/dtex,不仅改善了原有纤维的力学性能,同时也使卷曲效果得到优化。


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