Page 44 - 《精细化工》2021年第8期
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·1538·                            精细化工   FINE CHEMICALS                                 第 38 卷

                 续表 3
                耐高温材料                化学结构式                                 特性描述                       参考文献
                                                       耐高温、机械性能优，可以在 310  ℃下持续工作，短时间最高                  [91]
            聚苯并咪唑（PBI）                                 使用温度可达 500  ℃。

                                                       具有良好的耐热性和热氧化稳定性，在空气中加热至 400~500  ℃               [92]
            聚苯并 唑（PBO）
                                                       仍保持稳定，工作温度 300~350  ℃。
                                                       具有机械强度高、耐高温、耐化学药品性、难燃、热稳定性好                      [93]
            聚苯硫醚（PPS）
                                                       等优点，短期可承受 260  ℃，并可在 200~240  ℃下长期使用。
                                                       具有优异的耐高温性、良好的尺寸稳定性、优良的可纺性、防                      [94]
            间位芳纶（PMIA）
                                                       火性和耐腐蚀性，在 350  ℃以下不会发生明显的分解和炭化。

                 ZHANG 等  [95] 将 PSA 粉末和 PAN 粉末分别添加
            到 DMAc 中，将两种溶液以 6∶4 的质量比搅拌混                        3   结语与展望
            合 1 h，通过静电纺丝法制备了能承受高达 400  ℃
                                                                   空气中的超细颗粒物加剧了细菌、病毒的传播，
            的 PSA/PAN 复合纳米纤维膜。该膜对 PM 2.5 的过滤
                                                               如非典病毒（SARS-CoV），新型冠状病毒（COVID-19）
            效率高于 99.7%。即使在 400  ℃加热后，仍能维持
                                                               等，对人体健康构成巨大威胁。研究人员已经制备
            其原有过滤效率。但在煅烧温度高于 400  ℃时，由
                                                               出具有多层复合结构、多级结构的纳米纤维膜增强
            于纤维断裂，其过滤效率迅速下降。结果表明，
                                                               对超细颗粒物的捕集效果。为了应对不同场景需求
            PSA/PAN 复合纳米纤维膜具有高效过滤、低压降和
                                                               开发出具有各种功能的新型纳米纤维膜，拓宽了功
            较好的热稳定性。                                           能纳米纤维膜的应用领域。通过静电纺丝法制备的
                 TANG 等  [96] 通过静电纺丝法制备了镍纳米纤维
                                                               纳米纤维膜通常具有纤维直径均匀、孔隙率高等优
            滤料用于汽车尾气过滤。纤维之间的熔合连接使其
                                                               点，与大多数商用过滤器展现出优秀的空气过滤性
            具有高热稳定性，可用于有效去除汽车尾气中的颗
                                                               能相比，其在民用和工业空气过滤领域具有非常广
            粒物和 NO 气体。在流速为 5.3 cm/s 下，过滤效率
                                                               阔的应用前景。静电纺丝纳米纤维膜已逐步应用于
            高达 99.86%，同时在 300  ℃的高温环境下工作仍能                     口罩、空气净化器等领域，然而，其工业化应用仍然
            维持其性能。ZHANG 等         [87] 将 PI 溶于 DMF，通过静
                                                               有许多问题需要深入研究。
            电纺丝法制得了 PI 纳米纤维膜，当温度在 25~                             （1）纳米纤维膜空气过滤机理十分复杂，大多
            370 ℃之间时，其对 PM 2.5 的过滤效率大于 99.5%，                  研究针对其中的稳态阶段，对非稳态阶段的含尘过
            并且在 PM 2.5 指数大于 300 的情况下可以连续工作                     滤机理研究较少。而非稳态阶段对滤膜的使用寿命、
            120 h 以上，具有较高的热稳定性。                                运行费用起至关重要的作用。因此，对该阶段的捕
                 一般耐高温材料单独使用时力学性能较差，达                          集机理应进一步深入研究。
            不到某些场合需求。因此，需要开发出力学性能优                                （2）在当今全世界新冠肺炎疫情下，口罩被认
            异的纳米材料。碳纳米管（CNTs）具有极小的直径                           为是阻断病毒传播的最有效手段，是需求量最大的
            和较高的比表面积         [97] ，以及优异的力学性能        [98] ，其    重要物资。静电纺丝纳米纤维膜应用于口罩领域时，
            与聚合物结合可以显著增强聚合物的力学、电学、                             阻力较高会导致口罩透气性差，应进一步研究降低
            热学等性能，开始逐渐应用于空气过滤领域。王倩                             过滤阻力以使口罩具有足够的透气性能。除此之外，
            楠 [99] 制得了 4 层 CNTs 结构复合滤料，具有稳定的                   抗菌纳米纤维滤材应用于口罩可以还防止二次污
            过滤结构以及较大的拉伸强度，再与 PI 纳米纤维膜                          染，能有效消除细菌、真菌等，但其灭活病毒的能
            进行热压处理，制备了一种新型的纳米结构复合过                             力尚未得到验证。因此，需要深入研究滤膜捕获和
            滤材料，可以在低于 200  ℃的环境中使用，并且其                         灭活病毒的机理以及开展相关的实验研究。
            拉伸强度要比大部分纳米级滤料大。但目前还没有                                （3）在高温高湿环境中，许多空气滤膜的过滤
            充分了解 CNTs 对环境和人类健康的影响，有待进                          能力会显著降低，甚至出现不可逆转的损坏，处理
            一步研究。目前，国内耐高温滤材的生产技术和研                             大量的废弃滤膜也会成为社会负担。因此，应投入
            发水平与国际上还有一定差距，部分产品的稳定性                             更多的精力来研究开发能够适应特殊环境的、可重
            还有待提高。因此，为满足高温烟尘滤料日益增长                             复利用的纳米纤维膜，如：应用于高湿环境的超疏水
            的需求和各行业的快速发展，研制出高质量的耐高                             纳米纤维膜、适用于高温环境的耐高温纳米纤维膜。
            温滤料具有重要的意义。                                           （4）纳米纤维膜的力学性能对其过滤性能起着
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