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寻找适用于电纺法制备空气过滤膜的聚合物材料已成为研究的热点,WPU(水性聚氨酯)作为一种无毒环保材料,WPU制备过滤膜相较于传统的材料安全性更高,由于粘度偏低限制了其在电纺领域的应用,本课题针对WPU粘度不高这一点,先合成增粘的WPU,之后用电纺法制备PVP(聚乙烯吡咯烷酮)/WPU复合过滤膜。第一步,通过理论计算优化配方,用MATLAB软件求解以BDO(1,4-丁二醇)含量为未知数的矩阵方程,用Chembio3d软件得到合成WPU产物的Prediction IR(预测红外图谱)。在优化配方的基础上,以BDO添加量为单因素变量进行合成,得到增粘WPU,通过粘度仪和FTIR(红外光谱仪)分析产物。第二步,将PVP,WPU共混后通过静电纺丝法得到复合电纺纤维膜。采用控制溶液配比的方式,确立了过滤效率和纺丝溶液配比的关系。第三步,在上述配方基础上,将甲基含氢硅油质量分数作为单因素变量,制备复合膜实验组,用PMsensor(空气颗粒激光传感器)测试其过滤空气颗粒分数,考察了甲基含氢硅油质量分数对空气过滤效率的影响。实验结果表明:反应时间120min,反应温度75℃条件下,配方:mppg=1000g,mTdi=174g,mDMPA=49g,m BDO=4.2g,制备得到的WPU可以用于静电纺丝;当参数为电压14kv,喷口半径0.8mm,进液速率50μL/h条件下,PVP质量分数量7%,水性聚氨酯质量分数6%,静电纺丝时间2.5h,其空气过滤效率达到79%。通过SEM(扫描电子显微镜)和PMsensor测试复合膜过滤效率得出结论,随着PVP添加量的增大,纺丝直径显著增大,过滤效率上升;随着WPU添加量的增大,复合膜孔隙率显著增大,过滤效率下降。同样条件下,PVP质量分数量7%,水性聚氨酯质量分数6%,甲基含氢硅油质量分数14%,静电纺丝时间2.5h,其过滤空气过滤效率达到83%。通过SEM(扫描电子显微镜)和PMsensor测试复合膜过滤效率得出结论,随着甲基含氢硅油添加量的增大,纤维之间的接触点粘连情况逐渐减少,宏观表面缺陷减少,过滤效率上升,通过FTIR分析得出甲基含氢硅油可使纤维膜耐水性得到提升。