一种水质净化用纳米生态基的生产方法

摘要

本发明涉及纺织领域、环保领域以及纳米技术领域，具体地说是一种水质净化用纳米生态基的生产方法，包括亲水高分子聚合物、高压静电纺丝机、托持网帘、超细粉体、水刺机、高速离心过滤机、轧车、烘干设备、卷绕设备、全自动裁床、工业缝纫机、化纤高强工业缝纫线，其特征在于采用高压静电纺丝法制备纳米纤维膜，用水刺法对掺入了超细粉体的无纺布纤维膜进行机械加固，制备出添加超细粉体的水刺无纺布，最后进行纳米生态基的加工。本发明是由聚合物材料为起点到制成纳米生态基产品的生产方法，所涉及的托玛琳超细粉体与无纺布(膜)的复合方法，可以推广到其它超细粉体与无纺布复合的应用领域。

主权项

一种水质净化用纳米生态基的生产方法，包括亲水高分子聚合物、有机溶剂、计量泵、高压静电纺丝机、托持网帘、超细粉体、水刺机、高速离心过滤机、轧车、烘干设备、卷绕设备、全自动裁床、工业缝纫机和化纤高强工业缝纫线，所述的亲水高分子聚合物采用聚酯纤维或聚酰胺纤维或聚乙烯醇或乙烯‑乙烯醇共聚物，所述的超细粉体采用托玛琳粉，其特征在于以下工艺步骤：a.亲水纳米纤维膜的制备采用高压静电纺丝法制备纳米纤维，首先把亲水高分子聚合物溶解在有机溶剂中，形成纺丝液，然后通过计量泵把纺丝液注入高压静电纺丝机的毛细管喷嘴中，纺丝过程中纺丝电压设为10～40kV，孔板距离设为20～30cm；纺丝溶液在电场力的作用下从高压静电纺丝机的毛细管喷嘴喷出，在运动的过程中发生裂分，形成无数细小的纤维，同时由于溶剂的挥发形成纳米纤维并被收集在铜板电极上，纳米纤维的直径分布范围在80～400nm之间，形成规格为50～100g/m2的亲水纳米无纺布纤维膜；b.添加超细粉体的水刺无纺布的制备对于收集的无纺布纤维膜，用水刺法进行机械加固，根据无纺布的单位面积的克重要求，把相应层数的纤维膜叠加在托持网帘上，并在纤维膜的层与层之间铺洒有利于菌藻繁殖的超细粉体，所用粉体的质量为无纺布质量的2～10％，然后进入水刺机进行水刺缠结，水刺压力设为6～30MPa，水针板上孔径的范围为80～180μm，水针板上的打孔密度为10～24个/cm；在高压水针的作用下，上面的纤维与粉体从表面被带入网底，当水针穿过纤维膜射到托持网帘后，受到托持网帘的反弹作用，再次穿插纤维膜，由此，纤维膜中的纤维与粉体在水针从正面直接冲击和从反面托持网帘水射流反弹的双重水力穿刺作用下，产生位移、穿插、缠结和抱合，促使纤维与纤维、纤维与粉体之间的相互缠结抱合，纤维膜中的纤维形成不同方向的无规则的缠结，达到加固无纺布的目的，从而形成添加粉体的水刺无纺布；与此同时，在水针的撞击下，团聚的超细粉体被分散，部分粉体颗粒被粉碎至纳米级，随高压水刺水流出的粉体颗粒经高速离心过滤机进行液固分离后，被回收后重新利用；其后，先用轧车对无纺布进行机械挤压脱水，然后把无纺布送入烘干设备进行烘干，以除去无纺布中的水分，使产品尺寸稳定，所生产的无纺布的幅宽为1.6～3.5m；最后，用卷绕设备将水刺无纺布自动卷绕成卷；c.纳米生态基的加工把上述水刺无纺布展开，在全自动裁床上迭加至6～20层后，先定位，然后裁剪成规定尺寸的长方形布料，其后进行裁剪编程，用全自动裁床对每迭长方形布料自下而上进行开口至规定位置，裁成条状，用工业缝纫机与化纤高强工业缝纫线在每块无纺布上端缝制成筒状，然后在筒状下部以及开口止位处横缝二道加固，缝制完成后，清洁干净，成品即为纳米生态基。