静电技术（精选12篇）
静电技术 篇1
摘要：静电纺丝是一种新技术, 它可制出直径为纳米级的丝, 最小直径可至1纳米。本文综述了静电纺丝技术应用的最新进展, 为静电纺丝技术的应用提供一定的参考。
关键词：静电纺丝,纳米纤维,应用
静电纺丝技术所具有的独特优势, 使其具有广泛的使用材料, 很多的溶液、聚合物熔体都可以为其使用。在美国已经有一些科研机构通过采用静电纺丝技术进行试验, 并且获得了成功, 比较代表性的就是麻省理工大学。静电纺丝技术主要是结合溶液纺丝技术, 把溶剂和溶质的化学组成、聚合物相对分子质量进行改变, 使纺丝流体的电性质、粘弹性以及固化速率得以控制。这种高科技技术可以在许多不同种类的聚合物纺丝中得到应用, 尤其是一些数量比较少, 采用非常规方法纺丝实验的材料。虽然开发超微细纳米纤维的重点技术之一就是静电纺丝技术, 但是目前研究者对纺丝形成过程形态学、纤维结构以及产品性质缺乏足够的认识和研究, 这也是这项技术在实际应用和未来发展中不得不面对的挑战。静电纺丝技术可以有效的拓展纳米纤维技术的应用范围, 而其中纳米非织造布在新型的轻质复合材料、智能纤维、屏障和分离膜和医用敷料非织造布等领域中就有很大的应用前景。
1 静电纺丝技术应用
从工艺角度分析, 纳米纤维批量还存在着很多的不足, 但不可否认, 纳米纤维本身还拥有太多的有待开发的潜能和用途。不仅可以用来控制生物医学、释放技术, 还能控制电子学等不同的技术领域, 除此之外, 还能在纤维中加入不同类别的添加剂。像可以在聚合物溶剂中加入一些不能溶解的小颗粒, 进而在干燥的纳米纤维进行压缩。从而一些可溶性的药剂或者抗菌剂就能经过电子纺丝添加到非织造布里。
电纺丝纤维有着不可估量的商业应用潜力, 只要能明确其正确的参数配比, 就可以通过水溶性高聚物、液体结晶高分子以及生物高分子纺出纤维来, 进而把电纺丝纤维的结构和形态描述出来。
LIUT就是根据静电纺丝技术而制造出微米纤维的, 与此同时结合CVD技术, 镀上一层高分子材料聚二苯甲撑, 但由于PPX和一般溶剂不相融合, 因此把作为模板的纳米纤维洗去, 至此微米至纳米极管子得以形成。
可以说, 可以形成大量的微米至纳米级管子是这项技术的最大优点和最吸引人的优势之一。而且形成的碳纳米管具有长度可以任意调节 (见图1) , 在一定范围内直径可以自由改动等多方面的优势。总之, 这项技术有着不可替代的发展前景和使用价值。
聚合物纤维材料的直径如果小于1 0 m m, 就会在很多的领域得到广泛的应用。像比较特殊的过滤材料、工程织物或者是生成管状器件模板, 比如中空纤维。图2显示的就是我国实验室通过采用电纺丝方法, 成功制备的聚合物纳米丝和超净纳米丝过滤材料, 这种材料对空气中的粉尘有很好的阻隔作用, 1μm粉尘的过滤甚至可以达到100%的阻隔效率。
近几年来, 国内外产生的过滤材料, 只有使大于10μm的颗粒才能得到净化。但是对人体构成最大危害的颗粒却是直径小于10μm的, 尤其是122μm的颗粒粉尘。这些无法解决的困惑和问题同样出现在超净油和超净水的制造技术领域。所以, 我们目前进行的超净纳米丝的过滤材料的研制, 能有效的解决上述的问题, 同时一定程度上减少对人体的伤害。
2 静电纺丝技术未来的发展方向
静电纺丝技术在构筑一维纳米结构材料领域已发挥了非常重要的作用, 应用静电纺丝技术已经成功的制备出了结构多样的纳米纤维材料。
通过不同的制备方法, 如改变喷头结构、控制实验条件等, 可以获得实心、空心、核-壳结构的超细纤维或是蜘蛛网状结构的二维纤维膜;通过设计不同的收集装置, 可以获得单根纤维、纤维束、高度取向纤维或无规取向纤维膜等。但是静电纺丝技术在纤维结构调控方面还面临一些挑战:
首先, 电纺纤维的产业化实现具有一定的挑战。因为需要得到和短纤或者连续的纳米纤维束类似的纤维、取向纤维的制备, 才能使静电纺纤维要得到产业化的使用。但是实际工作中, 很难达到这样的条件, 只有尽量采用接受装备, 改善喷头或者增加辅助的电极等方法, 从而最大可能的伸直并取向排列纤维, 以此得到综合性能比较优异的取向纤维阵列。
其次, 作为静电纺纳米纤维全新的研究领域—纳米蛛网的研究还在初期阶段, 纳米蛛网的形成过程的理论分析和模型建立尚需深入研究。
此外, 只能通过减小纤维的直径, 才能使静电纺纤维膜在超精细过滤领域中的应用性能得到提高, 而怎样把纤维的平均直径减少到小于20nm, 是目前静电纺丝技术领域面临的挑战之一。采用具有多孔或中空结构的纳米纤维来设备可以增加纤维的比表面积, 可以说是一种相对比较有效的措施, 进而能使纤维在传感器、催化等领域的应用性能得到提高, 但是研究还需要进一步的深入和不断的完善。
3 结语
静电纺丝技术被公认为是近年来发展非常快的制备微纳米纤维的技术, 已经有商品化规模生产的设备出现, 这对促进纳米纤维的应用和快速发展提供了非常有利的条件, 静电纺丝技术应用领域非常广泛, 随着这项技术产业化的不断实施, 必将带来纳米纤维及其制品应用领域的快速发展, 是一个非常值得关注的领域。
参考文献
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[2]黄伟.电子纺丝:探索纳米纤维[J].国外纺织技术, 2002, (9) :1
[3]张锡玮.静电纺丝法纺制纳米级聚丙烯腈纤维行迁毡[J].塑料, 2000, 29 (2) :16-19
静电技术 篇2
静电自组装技术及其应用
静电自组装技术有许多优点:工艺简单,能精确控制膜厚,每层膜厚都能控制在分子级水平,膜的稳定性较传统方法有较大提高,适用于制造大面积的薄膜器件.本文综述了静电自组装技术的特点、注意事项及其应用前景.
作 者：李小甫 余海湖 姜德生 作者单位：武汉理工大学光纤传感技术研究中心,武汉,430070刊 名：高技术通讯 ISTIC EI PKU英文刊名：HIGH TECHNOLOGY LETTERS年，卷(期)：12(11)分类号：O441关键词：分子器件 静电自组装 薄膜,平面光波导
静电从哪来？ 篇3
静电并不是指静止的电，而是指电荷聚集在某个物体上或表面时就形成了静电。当带静电物体接触零电位物体（接地物体）或与其有电位差的物体时都会发生电荷转移，就是我们日常见到火花放电现象。
人体静电产生一般要具备三个条件，一是干燥的空气，二是不导电的化纤衣物，三是体质较弱者。过多的静电在人体内堆积不释放，会引起脑神经细胞膜电流传导异常。在冬季，约三分之一的心血管疾病与静电有关。因此有必要适当防范。
静电如何消除
1.出门前去洗个手，或者先把手放墙上摸一下去除静电！
2.用加湿器，或者洒些水，增加空气的湿度：
3.不要穿化纤质地的内衣裤，尽量穿纯绵的：
4.看电视用电脑后，要洗洗脸；
5.休息时赤足，有利于体表积聚的静电释放：
6.勤洗澡、勤换衣服，能有效消除人体表面积聚的静电：
7.用“第三者”消除静电。为避免静电击打，可用小金属器件（如钥匙）、棉抹布等先碰触可引起静电的大门、门把手、水龙头、椅背、床栏等消除静电，再用手触及；
铬鞣皮纤维静电植绒技术 篇4
我国植绒行业经过30年的发展,无论是从基材、绒毛、粘合剂还是前后处理的机械设备都有了较大的发展,特别是棉纶和涤纶植绒工艺有了明显的提高。目前国外静电植绒产品主要用于家具装潢、汽车装饰和沙发面料。上世纪90年代,欧洲静电植绒产品主要用于家装的占34%,汽车装饰占23%,地毯占17%,服装占5%,包装占8%,其它占13%。而我国的静电植绒产品用于服装面料的就占95%,用在装饰面料的植绒产品却发展较为缓慢,特别是利用铬鞣皮纤维的植绒产品在服装、装饰材料上的应用很少。
2 铬鞣皮纤维在静电植绒领域中的应用情况
目前我国的真皮纤维静电植绒产品比较单一,档次一般,主要用于鞋革、箱包革、沙发革的仿真产品上。
产业化真皮纤维植绒以铬鞣革削匀渣粉碎后的纤维为主,通过染色、植绒和涂饰成为以假乱真的鞋包用料。在浙江桐乡、嘉兴、温州和江苏苏州、常州、无锡等地,有的企业铬鞣皮纤维植绒的技术已经比较成熟,开始追求植绒产品和真皮产品在手感和外观上的相似了。
纺织静电植绒理论认为,所有纤维都可以制成植绒产品,所有的机织、针织及非制造布都可用作植绒基布,关键在于开发与所用基布和绒毛产品、电着剂、粘合剂及对现有植绒工艺、以及设备的配套改造。
高档服装用植绒面料的开发将是植绒产品目前的发展方向。而真皮粉的植绒产品趋于以追求以假乱真的鞋革、箱包革和沙发革产品为主。
随着经济的发展和人们生活水平的不断提高,人们对纺织品提出了个性化、功能化的要求,这也就成为了纺织静电植绒产品的追求趋势。对于铬鞣皮纤维植绒的产品,也就是追求一个与真皮产品高度逼真的趋势。在浙江桐乡世贸中心和海宁皮革城,销售的高仿真植绒箱包革产品和真皮箱包革产品摆在一起,即便是制革专家也很难区别二者哪个是合成的,哪个是真皮的。但仔细拿捏手感,合成的仍然存在着与真皮不一样的空松感,在对切口和后面的纤维观察能发现人工合成整齐的绒毛和横断面的基布。因此,真皮纤维植绒产品要想和真皮媲美就必须从两个方面做文章,一是:皮粉的染色要透,手感要好,所植的绒毛不宜太短,太齐整。二是:后道加工,可以通过植绒布和粘合剂来增加厚度。通过压花、涂饰等加工,来提高产品的外观品质达到以假乱真的境界。还可以通过阻燃、防水、拒油、透水汽性、抗菌等功能性整理,赋予真皮纤维植绒产品独特的性能。无论是纺织和真皮纤维的植绒,功能性植绒面料将成为植绒产品发展的另一方向。
3 工艺探究
静电植绒是利用电荷同性相斥、异性相吸的物理特性,使绒毛带上电荷,把需要植绒的物体放在零电位或接地条件下,绒毛受到异电位被植物体的吸引,呈垂直状加速飞升到需要植绒的物体表面上,由于被植物体涂有胶粘剂,绒毛就被垂直粘在被植物体上,因此静电植绒是利用电荷的自然特性产生的一种生产工艺。
一般皮粉静电植绒是采用箱式植绒:按照被植绒产品的大小形状匹配植绒箱,将绒毛放置在箱中,接通电源,这样植绒箱内形成了一个高压电场,被植绒产品从植绒箱一端送入箱内,经过3~5 s的时间,植绒完毕后从箱体另一端移出,烘干或晾干即为成品。但对于皮粉植绒的产品,干燥后要进行绒面磨革和扫灰,对于深色革还要进行一次套色。
表1~3是静电植绒加工工艺技术实例。
静电技术 篇5
简
介
走你，静电君 篇6
摩擦导致带电
静电顾名思义就是一种处于静止状态的电荷。由于摩擦使物体发生微小的热量和变形也是产生静电的原因之一。所以物体相互摩擦时的接触面积越大，带的电就越多。服装之间的摩擦，鞋底与地毯的摩擦，用梳子梳头时都会发生静电。冬天的空气多风而干燥，空气中的水分很少会附在物体的表面。于是物体表面的电阻增大，电流不容易流动， 因而更容易聚集静电。物体接触时，在物体之间电子发生移动，形成电荷集中。头发或手指尖等尖细的地方容易积蓄电荷。所以在日常生活中，我们就常常会遇到见面握手时，指尖刚一接触到对方，会突然感到指尖针刺般刺痛；早上起来梳头时，头发会经常“飘”起来，而且越理越乱；拉金属门把手、或开水龙头时都会“触电”，时常发出“啪啪”的响声，晚上还会看到闪光，这就是发生在人体上的静电。
接触分离即带电
任何两个不同材质的物体接触后再分离，即可产生静电。当两个不同的物体接触时，一个物体因失去一些电荷如电子转移到另一个物体而带正电，另一个因得到一些多余电子的物体而带负电。通常，我们从一个物体上剥离一张塑料薄膜时就是典型的“接触分离”起电，我们脱衣服产生的静电也是“接触分离”起电。固体、液体甚至气体都会因接触分离而带上静电。这是因为气体也是由分子、原子组成，当空气流动时分子、原子也会发生“接触分离”而起电。我们都知道摩擦起电而很少听说接触起电。实质上摩擦起电是一种接触又分离造成的正负电荷不平衡的过程。摩擦是一个不断接触与分离的过程，因此摩擦起电实质上是接触分离起电。
绝缘物质易积蓄静电
如果把一块塑料板和一块金属导体相互摩擦，就不大可能有静电。因为金属是电的良导体，即使是接触或摩擦带上静电，电荷也会通过拿金属板的人（导体） 流走了。而塑料垫板是不容易导电的绝缘体，接触或摩擦产生的静电不容易消除因而带电。如果想办法使金属导体的周围绝缘，也可以让金属带上静电。
为什么金属门把手冬天更会电人
“啪”的一声， 还带有火花， 金属门把手一到冬天怎么就开始电人呢 这是因为人体表面带了静电。人的身体虽然是导体，但衣服和鞋往往都是绝缘体。服装与服装之间或鞋底与地毯之间摩擦就会带电，接触到服装或鞋底的人体也就带电了。当用“带足够高的积蓄电压”的手接触到金属门把手的瞬间，电荷就会通过指尖放电，让你全身一麻，针扎般疼，吓你一跳。
手指上带的是正电还是负电？
你手指上富集的电荷不是一成不变的，这和你穿着的衣服材质有关，所以可能带正电，也有可能带负电。如果鞋子带上正电，挨着鞋的脚就会带负电。如果脚带负电，电荷向相反方向集中的结果将使头发或手指尖带正电。当然，有些物体之间摩擦所带电荷性质是可以确定的。比如你用塑料梳子梳头时，头发上带的是正电，塑料梳子带的是负电，依据就是下面的排序。
在这个顺序中，越接近左端越容易带正电，约靠近右边越易带负电。从带电序列上看，相距越远的物体之间相互摩擦越容易带电。当条件相同时，同时套穿羊毛服装和化纤服装，比套穿丝绸服装和纯棉服装更容易产生静电。摩擦后的塑料垫板（聚氯乙烯）能吸引头发，是因为分别容易带正电和带负电的缘故。这也是人体冬天比夏天更容易带上静电的原因之一，因为冬天人体穿的衣物要比夏天多的多，质地也是各种各样，所以更容易产生静电。
“吓人”的静电多少度？
关于这一问题，好奇的科学家曾经专门做过一个测试。比如人在地毯或沙发上迅速起立时，人体衣服摩擦产生的静电电压会高达1万多伏，而橡胶和塑料薄膜摩擦产生的静电更是高达10多万伏（一节干电池的电压只有1.5伏）。实验证明，静电电压为5万伏时人体没有不适感，哪怕带上12万伏高压静电时也不会出现生命危险。
如何hold住静电？
数据显示，皮肤干燥的人比出汗的人更容易遭受静电。日常生活中，人与金属门把手间的放电电压可达几千伏高压。一般当静电电压达到1千伏以上时，人体明显就会感觉到放电引起的刺痛。虽然人体与金属门把手之间的放电可达到上万伏，但由于放电的时间非常短，电流量也很小，所以一般不会发生触电死亡的事故。我们已经知道，任何两个不同材质的物体，只要接触后分离就可能产生静电，所以要hold住静电几乎是不可能的。因为我们呼吸的空气就会产生静电，人们生活的任何时间、任何地点都有可能产生静电。
既然hold不住静电，我们可不可以采取一些措施来减少人体身上静电的危害呢？最简单的方法是用手快速、大面积接触导电物体，金属门把手、水龙头、湿抹布等，把静电放走。由于快速、大面积接触，不会产生尖端放电现象，人体也就不会有刺痛感了。
人体产生静电一般要具备两个条件：一是干燥的空气，二是穿不导电的化纤衣物。冬季降水较少，空气比较干燥，相对湿度一般都在40%以内，就容易导致身体局部皮肤有大量电荷堆积。通过“静电产生序列表”，我们知道，在冬天要远离静电，应多喝水、多洗手、勤洗脸，穿纯棉制品或真丝制品，不穿化纤类衣物，或者选用经过防静电处理的衣物，远离化纤地毯，室内保持一定的湿度，就不容易产生静电了。
网友来支招
对付静电，我们还可以采取“防”和“放”两手准备。
“防”，就是我们应该尽量选用纯棉制品作为衣物和家居饰物的面料，尽量避免使用化纤地毯和以塑料为表面材料的家具，防止摩擦起电。尽可能远离诸如电视机、电冰箱之类的电器，防止感应起电。
电子产品静电放电的测试技术 篇7
关键词：电子产品,静电放电,测试
静电是人们日常生活中一种司空见惯的现象, 静电的许多功能已经应用到军工或民用产品中, 如静电除尘、静电喷涂、静电分离、静电复印等。然而, 静电放电却又成为电子产品和设备的一种危害, 造成电子产品和设备的功能紊乱甚至部件损坏。一个操作员在正常的设备操作中也可能因衣服或皮肤带有危害的电荷而使机器运行紊乱, 甚至损坏硬件设备。现代半导体器件的规模越来越大, 工作电压越来越低, 导致了半导体器件对外界电磁骚扰敏感程度也大大提高。静电放电对于电路引起的干扰、对元器件、CMOS电路及接口电路造成的破坏等问题越来越引起人们的重视。电子设备的静电放电也开始作为电磁兼容性测试的一项重要内容写入国家标准和国际标准。
1 静电放电形成的机理及其对电子产品的危害
静电是两种介电系数不同的物质磨擦时, 正负极性的电荷分别积累在两个物体上而形成:当两个物体接触时, 其中一个趋于从另一个吸引电予, 因而二者会形成不同的充电电位。摩擦起电是一个机械过程, 依靠相对表面移动传送电量。传送的电量取决于接触的次数、表面粗糙度、湿度、接触压力、摩擦物质的摩擦特性以及相对运动速度。两个带电电荷的物体也就成了静电源。就人体而言, 衣服与皮肤之间的磨擦发生的静电是人体带电的主要原因之一。
静电源跟其它物体接触时, 依据电荷中和的原则, 存在着电荷流动, 传送足够的电量以抵消电压。这个高速电量的传送过程中, 将产生潜在的破坏电压、电流以及电磁场, 严重时将其中物体击毁。这就是静电放电。国家标准是这样定义的:“静电放电:具有不同静电电位的物体互相靠近或直接接触引起的电荷转移 (G B/T4365-l995) , 一般用ESD表示。”ESD会导致电子设备严重地损坏或操作失常。半导体专家以及设备的用户都在想办法抑制ESD。静电对器件造成的损坏有显性和隐性两种。隐性损坏在当时看不出来, 但器件变得更脆弱, 在过压、高温等条件下极易损坏。
2 电子产品的静电放电测试及相关要求
随着电子产品的复杂程度和自动化程度越来越高。电子产品的静电放电 (ESD) 敏感度也越来越高, 电子产品抵御ESD干扰的能力已经成为电子产品质量好坏的一个重要因素。那么.如何衡量电子产品抗ESD干扰的能力, 通过ESD抗扰度试验可以检测这种能力。为此, 越来越多的产品标准将ESD抗扰度试验作为推荐或强制性内容纳入其中。电子设备的ESD抗扰度试验也作为电子设备电磁兼容性测试的一项重要内容被列入国家标准和国际标准。不同使用环境、不同用途、不同ESD敏感度的电子产品标准对ESD抗扰度试验的要求是不同的, 但这些标准关于ESD抗扰度试验大多都直接或间接引用GB/T17626.2-1998 (idt IEC 61000-4-2:1995) 《电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验》这一国家电磁兼容基础标准, 并按其中的试验方法进行试验。下面简要介绍电子产品静电放电测试。
3 电子产品静电放电测试
电子产品抵御ESD干扰的能力已经成为电子产品质量好坏的一个重要因素。通过ESD抗扰度试验来检测电子产品的这种能力。现在越来越多的产品标准将ESD抗扰度试验作为推荐或强制性内容纳入其中。电子设备的ESD抗扰度试验也作为电子设备电磁兼容性测试一项重要内容列入国家标准和国际标准。不同使用环境、不同用途、不同ESD敏感度的电子产品标准对ESD抗扰度试验的要求有所不同。下面简要介绍一下我们经常直接或间接引用的标准GB/T17626.2-1998 (idt IEC 61000-4-2:1995) :《电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验》。
3.1 试验对象
处于静电放电环境中和安装条件下的装置、系统、子系统和外部设备。
3.2 试验目的
试验单个设备或系统的抗静电干扰的能力。该标准模拟:操作人员或物体在接触设备时的放电。人或物体对邻近物体的放电。
3.3 ESD的模拟
图1给出了静电放电发生器简图, 图中高压真空继电器是目前唯一的能够产生重复与高速的放电波形的器件 (放电开关) 。图2给出了标准放电电流波形, 图中Im表示电流峰值, 上升时间tr= (0.7~1) ns。放电线路中的储能电容CS代表人体电容, 现公认150pF比较合适。放电电阻Rd为330Ω, 用以代表手握钥匙或其他金属工具的人体电阻。
3.4 试验方式
该标准规定了两种试验方式:直接和间接放电的方式进行。
直接施加的放电:施加于操作人员正常使用受试设备时可能接触的点和表面上。间接施加的放电:对放置于或安装在受试设备附近的物体的放电, 应用静电放电发生器对耦合板接触放电的方式进行模拟。
3.5 试验环境对空气放电该标准规定了气候条件:
环境温度:15℃~35℃
相对湿度:30%~60%RH大气压力:86kPa~106kPa
对接触放电该标准未规定特定的环境条件。
3.6 一般设计准则
有很多办法减小ESD产生的电磁干扰 (EMI) 对电子产品或设备的影响, 常用的设计方法有:在CMOS、MOS器件中加入保护二极管, 对衬底作防静电处理;在传输线上 (地线在内) 串几十欧姆的电阻或铁氧体磁珠;使用静电保护表面涂敷技术, 使机芯难以放电, 经证明十分有效;尽量使用屏蔽电缆;在接口处安装滤波器;将无法安装滤波器的敏感接口加以隔离;选择低脉冲频率的逻辑电路;保持地电流远离敏感电路及有关线路;外壳屏蔽加良好的接地;保持湿度与温度。静电放电测试结果已经成为评估产品可靠性的一个重要指标。
4 结束语
静电放电测试是电磁兼容测试技术中非常重要的一项。目前, 对于元器件级静电放电测试与系统级静电放电测试之间关系的研究, 在国内外均属空白。然而, 这又是人们普遍关心的问题, 是测试技术未来的发展方向。对静电放电测试技术未来发展方向的研究, 将为相关标准的制定及通信和电子产品的技术进步提供重要的技术支撑。
参考文献
静电水处理技术的应用研究进展 篇8
静电水处理技术是当前水处理技术中较为先进的一种技术,经过多年的应用研究,在技术层次以及应用水平上取得了长足的进步和发展,已经取得了阶段性成果。多年的实践经验表明,静电水处理技术具有低能耗、无污染且高效率的优势,尤其是在高压静电场水处理技术方面特点更加明显,使得此类技术在未来的发展中具有广阔的应用空间和发展前景。
1静电水处理技术的主要优势
高压静电水处理技术主要原理在于将需要处理的水经过其水处理器腔体中的高压静电场,促使水分子极化,而不是电解的方式,在这种处理方法下不会造成不良的环境污染问题。从使用情况上来看,高压静电水处理技术在日常运用过程中费用成本更低,产生的主要费用来自于高压直流电源的电力费用上。 通常情况下,每台水处理量在100t/h的高压静电水处理器的耗电量在15瓦左右,相对于其他技术来说更具节能效果。并且高压静电水处理技术在处理工艺上更加环保,对于环境几乎不会造成额外的负面影响。另一方面,高压静电水处理技术还能够有效地遏制新的管道系统结垢,并促使老管道系统中的陈垢逐渐疏松脱落。而从水的实际处理效果上来看,高压静电水处理技术也更具优势,相关的调查显示高压静电水处理技术的阻垢率高达95 % ,杀菌率也能够达到92 % ,灭藻率更是高达98 % ,在这种处理技术的作用下水将会得到更好地处理[1,2,3]。并且高压静电水处理器自身体积较小,因此不会过多占用场地,能够更好地适合各类工作场所的需要。高压静电水处理器一般不需要专人管理,这在很大程度上节省了人力和物力的支出,便于人们的管理与应用。而鉴于高压静电水处理器的自身特点影响,使得其使用周期更长, 通常情况下使用寿命能够达到20年以上。
2静电水处理技术的应用现状研究
自从20世纪60年代末美国成功研制出第一台静电水垢控制器之后,在短短的数年时间中,这种静电水垢控制器就得到了诸多大型企业的应用,并且取得了很好的应用效果。直到70年代末,此类技术又在日本得到了进一步的发展,日本明电舍公司成功地研制出了一种被称为锅炉水垢处理器的装置,使得此项技术得到了大规模的应用。静电水处理技术在我国的发展则是起步于70年代中期,由当时的南京大学、 南京市浦口运输公司和华东化工学院多方联合研制成功并进行了试验,取得了一定突破。研制出的静电水垢控制器不仅能够有效地防止水垢生成,还能够在很大程度上起到溶垢和杀菌灭藻的作用,在此后的数年中此类设备装置在我国企业中得到了广泛的应用和推广。在英国,科学家在1967年利用25KV/cm的电场对营养细菌及酵母菌进行了系统的研究,结果发现电场对于这类菌种具有很好的致死效应,随后诸多学者进行的研究也表明了脉冲电场能够有效杀死水中生活的变形虫。我国的学者们也在各自的实验研究中得出了结论,不同硬度的水质在经过静电处理后能够起到很好的阻垢效果,而电厂防垢机理在很大程度上在于静电斥力作用及晶体畸变作用,高压静电场能够先刺激细菌生长,但是随后却又能够加剧其死亡的速度,具有杀菌的作用,并且这种杀菌效率将会伴随处理时间的延长而得到相应的提升,这些研究成果都为静电水处理技术的应用提供了一定借鉴。
3高压静电水处理技术的应用研究进展
3.1深入高压静电场水处理机理的研究
无论从当前的应用情况上看,还是从技术发展的角度上来说,静电水处理技术都是当前水处理研究领域中的核心内容。但是从现在的角度上来说,这种技术的开发仍然不够全面,理论内容也有待进一步完善。静电水处理的阻垢作用及杀菌灭藻原理尚有待探清。就高压静电场的除垢溶垢以及杀菌灭藻原理来说,当前的学术界仍然没有得到一个统一的论断, 乃至诸多学者的实验结论都存在一定差异,这使得我们很难统一关于高压电场除垢溶垢、杀菌灭藻机理的说明,进而不利于我们对静电水处理技术未来的研究与应用。对于社会的进步和发展来讲,水处理技术的高低在很大程度上影响着社会的发展好坏,因此我们在未来的发展中还应当着重对静电水处理技术予以进一步分析,使其能够更好地应用于水处理工作中, 发挥出应有的价值和影响。在这样的条件下,我们还需要在未来的发展中关注高压静电场水处理原理的研究,不断予以完善和丰富,强化对高压静电水处理技术防垢除垢以及杀菌灭藻机理的分析与探索,为高压静电水处理技术的更好应用提供良好的理论支撑与技术支持[4,5]。
3.2加强高压静电场对金属腐蚀性的研究
与此同时,我们在未来的发展中还应当将研究重点投放于高压静电场对金属的腐蚀性研究上。传统的化学法水处理技术能够借助于添加各类缓蚀剂,促使水中碳钢的腐蚀速度能够按照小于等于0.125mm/a的进行,铜、铜合金以及不锈钢的腐蚀速度则按照小于等于0.005mm/a的速度进行。然而对于高压静电水处理技术而言,其对冷却水中金属的腐蚀是否存在显著的抑制作用,长期以来始终没有得到统一的结论,诸多学者和专家对于此类问题大多抱有不同观点和态度。为了能够在未来的发展中扩大高压静电水处理技术的应用范围和广度,我们就应当深入高压静电场对金属的腐蚀性进行研究,根据最终研究出的结论来做好相应的防治措施,促使静电水处理技术能够在未来的发展中得到更好地应用。
3.3高压静电水处理技术与其他处理技术之间的结合应用
最后,我们还应当在未来的发展中研究高压静电水处理技术是否能够同其他水处理技术进行结合使用,发挥出更好的水处理效果。这是由于高压静电水处理技术不能够产生持续的杀菌效果,并且在处理游泳池循环水的过程中还需要借助于紫外线等其他相关技术来进行消毒。而且静电水处理技术在降低水中COD以及BOD等相关元素的含量上也不能够发挥相应效果。为了能够提升水处理的效率,使静电水处理技术的作用和影响得到最大程度上的发挥,我们就要适当分析高压静电水处理技术与其他处理技术之间联合应用的可能性,使各种技术的自身优势和特点能够在水处理的环节上发挥,提升水处理的质量和效果[6,7]。
4结语
鉴于静电水处理技术能够有效地提升污水处理量,提高污水处理的质量和效率,并且具有低成本、低费用的优点,使其在未来的水处理工艺上必将具有巨大的发展前景。另外,通过对静电水处理技术的应用还能够在很大程度上改善环境质量,促进我国环境质量的提升。但是限于种种客观因素的限制,使得当前静电水处理技术的研究仍然处在初级阶段,无论是机理上还是在实践应用上都有待完善和深入探究。从近年来的发展趋势上看,国内外就静电水处理技术的报道与研究仍然不够普遍,在研究方法上也存在很大的局限性,经验不足且方法上的受限使得静电水处理技术在未来的发展与应用仍然有很长的一段路要走。但是伴随着高压静电场水处理机理研究的不断深入,以及静电水处理技术同其他处理技术之间的联合应用必将为水处理工艺的突破提供重要的推动力, 而静电水处理技术也必将在这些要素的带动下得到更好地应用与发展,在水处理工作上发挥出更大的价值与影响。
摘要：文章论述了静电水处理技术的主要优势:成本低,处理效果较好。介绍了静电水处理技术的发展现状,在灭菌、除垢方面的机理。探讨了高压静电水处理技术的应用研究进展及主要研究方向,包括深入高压静电场水处理机理的研究、对金属腐蚀性的研究及与其他处理技术之间的联合应用研究等,为水处理技术的发展提供一定的借鉴。
浅谈高分子材料抗静电技术 篇9
1. 高分子材料概念。
总体来说,高分子材料主要是由橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂等相对分子质量较高的化合物构成的一种材料,简单来说,它就是以高分子化合物为基础而现场的材料。高分子材料的起源是天然高分子材料,在我国古代就已经开始被用作生活材料和生产材料,一般来说,高分子材料所呈现的表征特性是绝缘体,在我们现如今日常生活中也得到了广泛应用。
2. 防静电技术概论。
目前我国对于防静电技术已经取得了一定的成绩,像粉刷涂料、石墨、炭黑、塑料等等,都已经实现了防静电的技术设计,其主要是在其内部结构中加入了导电粉末,从而起到防静电的作用。另外,有机静电剂也是在防静电技术发展中出现的,它们主要由季铁盐类组成。一般常用的有机抗静电剂是表面活性剂,我们可以把它加到塑料内部之后在扩散到它的表面里,还可以用到塑料的表面上。表面活性分子中有亲水的部分还有亲油的部分。亲水的那部分就留在塑料的表面上,就在表面形成导电层,因此形成了防静电的表面层。
二、高分子材料防静电技术探讨
从大多数高分子材料的绝缘性来看,这无形中也形成了高分子材料摩擦过程中很容易形成静电,而从理论以及实际中来看,这些静电大多数情况下都是具有一定危害性的,那么通过采取合理的技术措施,对其高分子材料的静电进行消除,是具有较为重大的意义。
从高分子材料本身来看,它所具有的能够让电荷泄放特性,从一定程度上决定了高分子材料表面积聚的电荷量,深入一层来看,高分子材料主要通过表面传导、本体传导以及向周围的空气中辐射三种方式进行电荷的泄放。但从理论的研究结论来看,高分子材料其电荷泄放主要是以表面传导为主要途径。
1. 添加导电填料。
添加导电填料主要是将不同的无机导电填料通过一定措施,掺入到高分子材料的基体中,目前通常使用的无机导电填料主要有碳系填料、金属类填料等。碳系填料主要包括炭黑、石墨、碳纤维以及纳米管。炭黑是由烃类化合物经热分解制得的。依据其制造工艺的差别,其结构相同有所不同,自认其导电性能也会存在较大的差异性。由于炭黑的特性以及颜色限制,它在日常生活中主要用于导电中的底涂层。石墨的层状结构决定了它的导电性,它通常与炭黑混合使用,石墨因其具有良好的稳定性,不易受到其他填料的影响,因此用于导电也很广泛。碳纤维是一种纤维状碳材料,其纤维状结构使彼此的接触概率更大,相对于炭黑和石墨粉,添加少量碳纤维便可获得较低的电导率,是一种性能优良的导电填料。纳米管相对来说是一种永久性导电材料,具有离域大兀键和大比表面积,静电荷很容易在其表面形成集聚与定向移动,目前碳纳米管作为导电功能体的防静电涂料已接近实用化程度。但由于纳米管价格昂贵,在其高分子材料中应用也不多见。
2. 与结构型导电高分子材料共混。
从对高分子静电与抗静电的研究理论来看,导电高分子材料内部结构中已经存在许多微小且重复出现的结构单位,当在高分子材料两端形成电压的时候,材料中相应就会有电流通过,这时它显然已经具备了导体的特性,但它还是与金属代替有着差别。
3. 添加抗静电剂法。
目前用于高分子材料抗静电技术的抗静电剂主要是永久性抗静电剂,它是一种分子质量较大、亲水性的高聚物,它能够与基体树脂达成良好的相容性,因而具有稳定、持久的性能。而被广泛用于高分子材料抗静电技术中。
摘要：静电在我们日常生活中是普遍存在的,简单来说,当我们呼吸空气的时候,空气里每厘米就含有上万个带电离子,干燥的衣物与空气摩擦等等都会产生静电,从日常来看,静电似乎对我们起到了一定不利的作用,但从生物工程的角度来看,静电经过科研人员的深入研究,逐步让它得到了应用。本文作者从生物工程的高分子材料角度切入,对高分子抗静电技术进行综述,对于高分子未来发展,具有一定的借鉴价值。
关键词：高分子材料,抗静电,技术
参考文献
[1]陈斌.对高分子材料抗静电技术的几点思考[J].沈阳工业学院学报,2012(1 1):44
静电纺丝技术在过滤中的应用进展 篇10
对静电纺丝技术世界各国开展了长时间的研究工作,较早可追溯到20世纪30年代。上世纪90年代,静电纺丝技术引发研究热潮。近年来静电纺丝技术的实验和理论工作得到了深入而广泛的研究。但因纳米纤维膜强度太低,目前只有在过滤方面的应用趋于成熟。静电法制备的过滤膜超细纤维直径小,表面积大,吸附能力强,纤维之间孔尺寸小,分布广,控制制造工艺就可以控制孔的尺寸,从而可得到适用于不同粒径颗粒的过滤材料,也可进行不同相态间的分离,还可利用不同高聚物的选择性吸附,达到分离物质的目的。
已报道多种体系的静电纺丝膜应用于过滤材料(如聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯腈、尼龙6、聚氧乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯酯、聚己内酰胺和聚苯胺等),并且随着研究的进一步深入,静电纺丝必将引起人们更广泛的关注。本文着重过滤的发展及应用现状上进行详细的阐述。
1 静电纺丝滤料发展及产业信息
过滤材料被广泛应用于社会生产的各种领域,工业、农业、军事国防和特殊部门等,是现代工业中一种重要产品。由于过滤材料的重要性,各国十分重视过滤材料的研发和生产情况,以欧美为代表的发达国家,已经将过滤材料的工业化应用渗透到了纳米尺度。目前,全球过滤材料的市场非常庞大,并呈较快增长趋势。以北美市场为例,根据无纺布工业协会(INDA)发布的一份正式报告表明,北美2007年过滤市场销售量达31亿美元,以五年期为基准,年增长率为2.4%,INDA预计在2012年销售量将增加为35亿美元。
国外大型过滤企业资金技术雄厚,在纳米纤维的研发和产业化上走在前列。据2007年米兰(音)静电纺丝技术研讨会报道,美国DuPont(杜邦)公司和Zyvex公司、德国Sandier公司及捷克Elmarco公司等8家公司的静电纺丝装置已经完成商业化运转[2]。2004年11月,捷克埃尔玛科(Elmarco)公司与捷克利贝雷茨技术大学(Liberec)合作研发的纳米纤维纺丝机“纳米蜘蛛”问世。据称该机是世界上首台纳米纤维纺丝机,可大规模低成本生产纳米纤维材料。科研人员发现铺上纳米纤维的熔喷非织造布的过滤效率与纺粘非织造布相比,几乎增大到100%。美国Donaldson公司在纳米纤维网材生物医学领域的应用中走在前面,从事纳米纤维业务已有20余年。2002年,Donaldson公司创建了分公司,该公司以生产新型纳米纤维为主。该公司以PA为原料,在幅宽650 mm的静电纺丝设备上成功纺制出纤维直径为200~1000nm的纤维网。并制造出以聚偏氟乙二烯为支撑基材,纳米纤维膜为滤材的气体微滤膜和液体微滤膜组件,即ultra-web牌纳米纤维滤材。2008年12月国际领先的非织造布供应商Hollingsworth & Vose (H&V)公司近日推出了Nanoweb®纳米纤维。Nanoweb纤维通常范围从0.3到0.5μm大小,但可以上升到1μm。该纳米层可以有厚度从15至30μm。第二层可用于类似的或不同的聚合物。“Nanoweb”可以提供作为涂层的任何类型非织造材料,包括玻璃、纤维素或合成纤维等。
静电纺丝技术的迅速发展引发了国内的研究热潮。东华大学研究了静电纺纳米纤维的过滤机理,分析不同基布与纳米纤维层复合后的过滤效率、过滤阻力及孔径的变化。对PBS静电纺非织造布的纤维直径、孔隙率等对过滤效率的影响进行了分析。结果表明,纤维直径和孔隙率越大,非织造布透气性越好,而过滤效率越小[3]。厦门大学采用静电纺丝法,制造出不同直径的纳米纤维薄膜,在低风速下进行空气过滤实验。发现对于含有一定浓度PM10颗粒(直径范围0.1~10 μm)的气体,纤维直径分布在400~600 nm范围内的纳米纤维薄膜的过滤效果较好[4]。北京石油化工学院成功的制备出纳米过滤材料。试验用材料为聚乙烯醇(PVA),用电纺丝的装置在普通的工业滤布上纺制超细纤维(直径约为30 nm)。用滤布进行空气浮尘的过滤实验,测量过滤掉的颗粒的大小,实验证明该材料过滤空气中1 μm的颗粒,其效率近百分之百[5]。
2 静电纺丝技术在过滤中的应用研究
2.1 气体过滤
静电纺丝技术制备的纳米纤维由于其结构特点,对空气中的固体颗粒和粉尘具有良好的拦截和阻隔效果。传统的纤维薄膜和空气过滤布对直径小于10 μm的小颗粒净化效果不明显。而静电纺丝制备的纳米纤维膜由于其孔径小,对1~2 μm的颗粒有过滤作用,甚至高效的空气过滤膜能过滤1 μm以下的固体颗粒。电纺纳米纤维在空气颗粒过滤中的优势,使其将逐步取代传统纤维薄膜应用于各种高效空气过滤装置中[6]。此外,有专家学者将催化剂(如纳米TiO2)引入进来,以化学催化的方式对空气进行净化,使得纳米纤维膜的应用范围得到了扩展。
静电纺丝膜的纤维直径可以达到微米以下,具有过滤纳米颗粒的能力。Yun等[7]采用电纺丝技术制备出平均直径为270~400nm的聚丙烯腈(PAN)纳米纤维膜。相对于聚烯烃和玻纤的商业过滤器,电纺技术制备的纳米纤维过滤器的直径更均匀。小于80nm的氯化钠颗粒透过性实验表明,静电纺丝过滤器与商业过滤器相比纳米粒子渗透率大幅减少。可以通过增加过滤厚度(即增加电纺时间)减少纳米粒子通过静电过滤介质的渗透率。Nakata等[8]制备出高耐热空气过滤器,对电纺膜聚醚砜(PES)进行了评价。 电纺质量分数35.40%的聚醚砜/ N,N-二甲基乙酰胺溶液获得的平均粒径0.4~1.1 μm的聚醚砜纤维网,这些网孔大小为1.3~5.6μm。过滤网的孔径为3.0 μm时,过滤效率和压降急剧下降。而孔径3.2μm时,压降减少到215 Pa, 0.3 μm颗粒过滤效率为99.9998%,达到了高效空气的要求。
不少专家对纳米纤维膜应用于滤材做了很多基础工作。其中包括不同滤材的复合滤材的选择、过滤膜的层数和设备参数对过滤的影响。
在气体过滤中,复合技术能改善过滤效果。Qin等[9]在纺粘和熔喷的无纺布上铺上不同面密度的纳米纤维,通过测量纳米纤维膜及基布的纤维直径、孔径、过滤效率及过滤阻力。纳米纤维的直径远小于无纺布的直径,纳米纤维膜的孔径与分散系数也远小于无纺布的。纳米纤维纺于基布上,其过滤效率与压力降明显增加。相比于熔喷基布(过滤效率30%),基布上纺2.4 g·m-2的纳米纤维后,过滤效率几乎达到100%。研究发现了一个具有高过滤效率及低压力降的优化区域,而且在这个优化区域中熔喷法要比纺粘法所需的纳米纤维量少。Heikkilä等[10]电纺了尼龙6、尼龙66、尼龙612、尼龙614、尼龙1012、尼龙1014等几种聚酰胺。较长的非极性链段的聚酰胺在理论上具有更大的绝缘性,可以比PA6和PA66在过滤具有更大的应用优势。另一方面,链段长度增加会降低在高极性甲酸中的溶解度。因此,尼龙66是最好的选择,PA612和PA6商业过滤应用的第二选择。以0.5 g·m-2比例的PA66电纺膜层,对0.16μm的过滤效率为95%。进一步加厚电纺层的厚度会增加压降,而不会显著提高过滤效率。Zhang等[11]在研究中发现,短期比长期的使用静电纤维毡呈现更好的品质因数。多层薄纳米纤维毡层比单层结构能提高过滤品质因数。电纺丝短时间内由于以纤维沉积补偿,并且纤维的直径小使得薄层的纤维膜厚度均匀,这样的结构使得多层的电纺纤维膜有更高的过滤品质。Park等[12]研究了电压和滚筒的转速对电纺膜纤维形貌和过滤性能的影响。提高电压及转速,纤维直径与孔径尺寸减小,压降和对空气的过滤效率得到提高。
2.2 液体过滤
静电纺丝膜液体过滤可以应用于诸多领域,如国内外专家学者围绕静电纺丝过滤膜的水通量、压降等核心参量展开,采用物理化学方法,如交联、接枝改性、复合、表面涂覆等改变电纺膜的力学、表面形态和表面亲水性实现。
Benjamin Chu的课题小组在静电纺纳米纤维复合膜上做了大量的工作,尤其是三层复合膜的概念(图1)[13,14]。以亲水性纳米涂覆层为顶层,电纺纳米纤维膜作为中间层,传统微米级的非织造布为支撑层。顶层亲水性涂覆结构,提高了膜的耐污染能力。与常规的超滤膜相比,该纳米纤维复合膜不仅耐污染能力强、过滤效率高、力学性能好,更重要的是具有相当高的通量。
膜在使用过程中水通量降低原因之一是浓差极化层降低水的渗透性。这种影响是可逆的,并且仅占据总水通量减少的小部分。影响水通量降低的主要原因是溶质吸附或粒子沉积在膜上造成的膜污染(membrane fouling),主要包括有机物在膜表面的吸附或孔堵塞,不易降解的无机物结垢和生物污染等。膜污染一直是困扰过滤膜使用的一个重要问题,对过滤膜的使用寿命具有极大的影响,纳米纤维过滤膜也不例外。Gopal等[6]将1、5和10μm聚苯乙烯(PS)的微观粒子分散在蒸馏水模拟成500ppm的过滤液,采用聚偏氟乙烯(PVDF)电纺膜考察其过滤效果。对直径为10μm、8μm、7μm颗粒的过滤效率达到99%而无任何的污染;但是对直径为2μm、lμm的微粒会在膜表面形成滤饼,造成不可逆污染;对直径低于1um的微粒过滤时,膜则充当深层过滤,使直径为0.5μm及0.1μm的颗粒吸附在纳米纤维表面。基于此他们研究了静电纺丝制备大面积的预过滤材料的可行性。初步评估认为,电纺膜对于微滤有很好的应用前景,用于消除在5~10μm范围的颗粒,而对膜没有任何损伤。这种膜在水的前处理上有很多可能的应用途径。静电纺丝制备的纳米纤维膜高的过滤效率归因于膜整个厚度都能扑捉粒子,曲折的孔隙和流道,高的比表面积。随着粒子粒径的减小,水通量和分离效果随着降低。当粒子特别小时,粒子往往在膜的表面聚在一起形成一紧密层。这一污染层主要存在于电纺膜的表面,而在电纺膜的内部及底层很少[15]。
疏水性的膜材料在液体过滤时会存在两个问题:一是透过膜阻力大,能耗高;二是极易吸附有机物,造成膜污染,导致膜通量下降,膜寿命缩短。因此亲水化改性十分必要,交联亲水物质可以产生不溶于水而允许水透过的阻隔层,并且通过交联的方法使得这种特殊的阻隔层具有很好的稳定性[16]。Qin等[17]制备了交联聚乙烯醇电纺纳米纤维。硫酸作为催化剂存在下,通过马来酸酐实现交联。实验表明,将交联的聚乙烯醇纳米纤维放在纺粘或熔喷无纺布的上层,过滤效率急剧增加。Vetcher等[18]发现了一种新的方法,通过交联的PAA电纺纤维膜先捕获气体中的粒子,然后在水溶液中释放出来。这种改性的PAA通过含2,2-双(丙烯酰)胱胺(BAC)的聚丙烯酰胺溶液溶解于巯基乙醇水溶液交联得到。这种新的电纺膜在高湿度下具有很好的稳定性,能够捕获和释放气凝胶粒子。Dai等[19]报道了一种新颖的交联的不饱和聚酯大分子(UPM)和热交联电纺丝超细纤维。结果表明,电纺UPM/PHBV超细纤维平均直径约为1μm,交联后的纤维具有良好的溶剂稳定性和热稳定性。这种新颖的纤维在过滤和防护涂层有应用前景。Kaur等[20]利用氩气等离子诱导接枝共聚的方法,改变静电纺丝膜的孔隙大小。这种有一个多孔结构的纳米纤维膜有着巨大液体过滤应用潜力。研究表明,疏水的PVDF电纺膜可以顺利通过表面改性设计,可以得到亲水性的过滤表面,并且在较小的孔隙率下保留的高水通量性能。
2.3 其他过滤
亲和膜作为一类重要的膜,也可以采用静电纺丝技术来制备。它是一大类具有选择地捕捉或者绑定特定的目标分子的膜,通过固定特殊的配体到膜的表面来实现[21]。从20世纪80年代开始的亲和膜研究,在90年代得到了蓬勃发展,特别是Klein的专著及1995-1998年期间发表的3篇综述文章,所作出的对亲和膜制备、过程及应用方面的总结与评价、存在问题及改进措施对于亲和膜分离研究与发展具有推动作用;另外在以下几个方面的进一步认识,对亲和膜技术的发展也有贡献[22]。Ma等[23]采用静电纺丝技术制备亲和膜。将醋酸纤维素电纺膜经过物理和化学的方法得到再生膜,经过将配基三嗪染料活性蓝F3GA (CB)反应键接上再生膜。测试显示这种方法得到的电纺膜捕获牛血清蛋白(BSA)和胆红素的能力分别为13mg·g-1和4mg·g-1。Ma等[24]采用等离子体预处理将甲基丙烯酸接枝到PSU静电纺丝膜上,发现这种表面改性/接枝膜具有靶向扑捉特定分子(TBO)的能力。Ki等[25]研究了羊毛角质纤维/丝素蛋白电纺复合纳米纤维对重金属离子的吸附性能。与传统的纤维过滤器(如毛条和过滤纸)相比,电纺纤维膜有更高的金属离子吸附能力。
功能性过滤材料是针对特定环境,如耐高温、耐腐蚀、抗静电、拒水、拒油、阻燃、清除有害物质等而开发的过滤介质。某些特殊的、不同于一般过滤材料所固有的性能,能满足特定行业和领域对过滤材料特殊功能需求的滤料尤其引人注意[26]。Kim等[27]电纺聚碳酸酯(PC)/氯仿与季铵盐(BTEAC),制备抗菌纳米纤维超滤膜。BTEAC的加入不仅能够减小电纺纳米纤维的直径(从微米到亚微米),并且使PC电纺膜表现出更好的抗菌活性。这种电纺纳米纤维过滤膜有着良好的过滤效率,达到了高效空气过滤器标准,有着成为超滤商用膜的巨大潜力。
污水排放过程中会产生大量毒性很高、有生物累积性的重金属离子,如铜,镉,铬等。但生活饮用水重金属含量可接受的标准大约为百亿分之一。纳米纤维膜具有较好的化学吸收特性,比传统的吸附媒介效果好,并且可以采用复合的方法引入吸收重金属离子的位点。将氢氧化铝纳米纤维(直径:2~4nm,长度:50~100nm)如勃母石(AlOOH)加入到尼龙6和聚己内酯(PCL)纳米纤维中能够去除镉离子。研究发现加入了勃母石的复合纳米纤维Cd2+的吸附量为0.20~0.21mg·g-1,远比纯电纺膜(尼龙和PCL)吸附量(0.001~0.003mg·g-1)高[28]。天然高分子材料,如丝素蛋白(SF)/羊毛角质(WK)对重金属也有很好的吸收效果[25]。这些天然的高分子含有很多能够结合重金属离子位点,如羧基、胺和磺酸基团。Aluigi等[29]研究蛋白质垃圾在过滤中的应用。通过keratin/PA6电纺膜和铸造膜浸泡在重金属Cr3+对比,发现随着角蛋白含量的增加,电纺膜的吸附能力有较小的增加。这个结果比铸造膜至少大一个数量级。Desai等[30]成功电纺了具有空气和水过滤潜在应用的壳聚糖/聚环氧乙烷(PEO)无纺布纤维膜。发现有毒重金属如铬离子和纤维垫的表面的结合效率与纤维的组成和结构有关。
Guo等[31]制备了高耐热性、疏水的(氟烷基)硅烷(FAS)静电纺硅纳米纤维。FAS改性后,硅纤维膜的表面润湿性从亲水到疏水转化。含氟无机纤维毡呈现高耐热性,即使在450℃退火30min后,仍保持一定的疏水性(WCA 138°)和疏油性(OCA 132°)。Lim[32]开发了多功能超疏水性织物,通过低表面能的甲基三乙氧基硅烷电纺丝制备出多层次结构,500℃处理后,电纺纤维膜然能保持超疏水性,具有很强的润湿稳定性。
3 结论
相比于传统的滤材,静电纺丝法制备的纳米纤维具有不可比拟的优势。由于静电纺丝纤维膜具备的特殊性质,能够过滤1 μm及以下的颗粒,拓宽了过滤的应用范围。通过物理及化学方法,如交联、接枝改性、复合、表面涂覆等,改变电纺膜的力学、表面形态和表面亲水性,使电纺纤维功能化、特异化,实现电纺纤维在过滤上的功能化应用。因此,追赶国外的研究开发和市场应用,将静电纺纤维从实验室逐步推向市场值得大家关注和期待。
摘要：静电纺丝技术制备的纳米纤维,具有高比表面积、大孔隙率和三维互通孔道,被认为是一种前景很好的过滤分离介质。本文对电纺丝在过滤中的应用做了综述,简要介绍了电纺丝应用于过滤的国内外发展及现状,特别是产业情况。目前,电纺丝过滤介质研究和应用主要集中在空气、液体、亲和膜及功能过滤膜等几个方面。
家电体验排静电 篇11
调查
上海助医网曾经对2000多个家庭住户的室内污染状况进行了调查。结果显示：50%以上的家庭室内存在着污染，而“罪魁祸首”就是家用电器。更令人担忧的是，在被调查的家庭中，绝大多数还没有意识到家电的污染问题。
研究证明，造成家电污染的罪魁祸首就是静电。尤其在气候干燥的季节，容易让人忽视的静电往往会成为“不速之客”。因此，一定要抽空为家电做体检，及时排查静电。
Television电视机
静电诊断：
内——大屏幕彩电在播放时有上万伏电压，非常容易产生静电，吸附的灰尘里含有一种叫溴化二苯并呋喃的致癌物质。实验证明，电视机连续3天不擦，这种致癌物在空气中的含量会明显升高。灰尘还会使电子元器件、电路板和散热器超负荷工作，导致耗电量增加，甚至会烧坏电子元件，引起火灾。
外——主要集中在机体外壳和屏幕（荧光屏）上。这两处由于高压静电，经常会吸附一些灰尘，影响美观和图像的清晰度。
温馨提示：电视机大扫除，从内而外。
方法：首先，切断电视机电源半小时。
其次，打开电视机的后盖，清洁时要小心翼翼。先用刷子自上而下轻轻扫去全部元件的灰尘；擦洗电路板时，用无水酒精棉球从一边向另一边有顺序地擦，避免来回重复，以免将灰尘“二次带入”电路板中；比较隐藏的零件和部位，可用镊子夹一块棉纱或纱布，蘸上少许酒精，然后探进去，轻轻擦拭。
第三，用电吹风的冷风自上而下地吹一遍，使电视机内部元件和部位保持干爽。
第四，用软布轻拂屏幕后，再用脱脂棉球蘸酒精或高度白酒，以屏幕中心为圆心、顺时针由里向外旋转擦试。也可以用专用防静电喷雾剂清理。
牢记误区：
1、很多人在清洁屏幕时图省事，用湿布随意擦拭，殊不知这种方法虽然表面上看起来干净了，但手指印、污渍及缝隙里的尘垢仍然残留在上面。
2、屏幕擦拭晾干后，再用干布擦一遍，避免电视机长时间停留在潮湿状态中。
3、清理屏幕动作要轻，还要讲究方法和力度。如果方法不当，很容易划伤屏幕。
Computer电脑
静电诊断：
电脑设备最怕的就是静电，看上去不起眼的静电能够造成计算机芯片的永久性损坏。电脑静电吸尘最严重的部位有两处：一个是显示屏，一个是CPU。
显示屏
方法：用专用的防静电喷雾剂沿着显屏的表面轻轻喷洒，然后用软鹿皮按照先中间后四周的顺序缓缓擦拭。如果手头没有专用防静电喷雾剂，可先用较柔软的棉布代替，再用脱脂棉球蘸上酒精，以屏幕中心为圆心，顺时针由里向外旋转擦拭。完成后，人可站在其旁侧，斜视一下屏显是否留在残尘。
CPU
CPU中静电灰尘最集中的部位有三处：风扇、散热片和插槽。
方法：清洁小风扇时，用毛刷刷后，再用吸尘器吸一下，然后用酒精棉球反复擦拭。最后，用吹风机轻轻吹几秒钟，保证扇叶间无残留灰尘。
清洁散热片时，先用毛刷扫过后，再用纸巾细细地擦一遍。不可用水洗，否则很容易使零件表面原有的导热胶或硅脂脱落。
清洁插槽时，可用毛刷刷后，再用吸尘器将灰尘吸出。
温馨提示：
1、清洁电脑主机箱内的静电尘埃时，首选是请专业人士来清尘。
2、现在，电脑的显示屏大多是液晶的，电脑零件大多也较薄，所以要注意力度。
3、可用厚纸板接住扫落的积尘，免得它们落入机体内，造成“二次污染”。
4、电脑设备使用的电源，其中的地线一定要接地良好。建议使用三孔的电源插座，当然，电源线也必须是三针的。
Fridge电冰箱
静电诊断：
电冰箱在使用过程中，由于静电作用，导致其表面和内部会沾附灰尘、污垢，影响美观和使用。电冰箱后面的冷凝器也易积聚灰尘，影响散热。所以，至少每半年要清扫一次。
方法：清洁电冰箱机体表面积尘和污垢时，可先用抹布蘸洗涤水反复擦拭。待洗涤剂发挥效力后，再用干布擦拭干净。
对于电冰箱内部的积尘和污垢，可采取干布的擦洗方法，如果去尘效果不明显，才可采用洗涤剂蘸擦。擦拭时，一定要随擦洗随擦干，且动作要轻，不能损坏机内部件。
清洁妙招：
1、如果箱体上的积尘和污垢较多、较厚，可用毛巾蘸上牙膏或洗衣粉涂擦，再用清水擦净。
2、清洁时，千万不可用钢球、铁刷一类的金属物，以免划伤电冰箱机体。
Washing machine洗衣机
静电诊断：
由于静电和保养缺失等原因，洗衣机内部往往会累积许多灰尘和污垢，成为细菌的孳生地，对衣物造成“二次污染”。
方法：内筒——可用内筒洗涤剂或漂白剂。漂洗20分钟后，记得事后再用清水清洗一遍。
内部机件——先用吸尘器、吹风机吸走、吹落机件表面的灰尘；再把蘸有洗涤水的抹布拧干，探进去擦洗机件。擦完后，用干抹布擦拭一下，除去湿水。
清洁套桶夹层——可把专用清洗剂（超市有售）溶解，直接浸泡在洗衣机内桶。清洗剂特有的表面活性剂和多种助剂成分，能把夹层内的脏东西吸出来。一般情况下，套桶夹层应每隔5个月清洗一次。
温馨提示：
用完洗衣机后，要尽量敞开内筒盖子，后面的机盖也要定期敞开晾一晾，避免洗衣机内筒、机内部件受潮而沾上灰尘和滋生细菌。
Fan电风扇
静电诊断：
因静电作用，电风扇积尘部位主要是护罩和扇叶。
方法：断电后，可用湿抹布蘸些洗衣粉涂在护罩上，隔几分钟后，用湿抹布上下擦拭；或是蘸些滑石粉揩擦。
清洁电风扇扇叶的灰尘和污垢时，在断电状态下先摘下护罩，然后进行区别清洗。电镀处理的部位用棉纱蘸汽油或缝纫机油清洁，油漆处理的部位用棉纱蘸肥皂水或洗洁精水清洁。
温馨提示：
1、一定要用干布彻底擦净，然后再将拆下的部件装配复位。
静电技术 篇12
关键词：静电除尘,新型烟筒,农村大气污染
当前, 我国大气污染防治已经进入全面推进和综合整治的新阶段, 对先进的、适用的大气污染防治技术提出了更加迫切的需求, 然而长期以来, 我国区域发展不平衡, 资源分配不够均衡, 经济发展不够协调, 这种情况在大气污染治理上也是如此。国家和地方的科研团队、财政资金倾向于大城市的中心区域, 而忽略了广袤的农村。随着工业化进程的推进以及城市化进程的区域扩张, 我国很多农村地区也已然面临着严重的大气污染, 尤其是在冬季, 出于取暖的需要, 农民往往大量焚烧秸秆, 之后不经过任何处理直接排入大气, 造成空气中碳排放量大大增加。这种情况在北方尤为显著。乡村地区的空气也是越来越浑浊, “PM 2.5”也早已不是都市里的时髦词。
1 引言
根据中华人民共和国科学技术部和环境保护部联合印发的 《大气污染防治新进技术汇编》 , 承担了国家大气污染治理相关技术的科技计划任务的科技工作者, 征集了一批先进适用的大气污染治理关键技术成果, 收集和组织专家到89 项关键技术和130 多个案例的结果。相关技术目前主要分为电厂锅炉烟气排放控制, 工业锅炉和炉烟气排放控制, 典型危险工业废气净化, 机动车尾气排放控制, 卧室和公共场所的典型空气污染物处理、无组织排放源控制、大气复合污染监测模拟与决策支持、清洁生产等八个领域的关键技术。
通过查阅相关资料以及实地调研, 结合对于粉尘的一些研究, 我们发现粉尘来源可分为两大类:一是人类活动引起的, 二是自然过程引起的。人类活动引起的粉尘主要来源于3 个方面, 即工业生产污染源、生活活动污染源及交通运输污染源。尘粒具有形状、粒径、密度、比表面积四大基本特性, 还具有磨损性、荷电性、湿润性、粘着性以及爆炸性等重要性质。这些都是除尘技术的重要内容。而目前比较常用的除尘器分为四类:
1) 机械式除尘器:重力沉降室、旋风除尘器、惯性除尘器;
2) 洗涤式除尘器:喷淋洗涤器、文丘里洗涤器、水膜除尘器;
3) 过滤式除尘器:袋式除尘器、颗粒层除尘器;
4) 静电除尘器。综合各方面考虑, 我们决定采用静电除尘器。
2 静电除尘器在环保烟筒中的应用
经济的高速发展, 意味着人们将越来越多的矿产资源转化为工业原料和产品, 同时也将越来越多的浪费到自然资源中。滚滚浓烟从工厂的烟囱是含有大量的粉尘, 严重污染环境, 影响农作物生长及人体健康。除尘技术后, 排放的烟囱, 从来没有看到过厚的黑烟。静电除尘是人们公认的高效、可靠的技术。后借助于静电除尘器的振打装置, 粉尘尘粒就会脱离极板而被回收到静电除尘器的集灰斗中。我们首先考虑了如何计算出实验室管式静电除尘器的工作电压, 即当工作电压达到什么数量级时, 可以实现良好的静电除尘效果。设ra与rb分别表示电晕极与集电极的半径, L及D分别表示圆筒高度及直径。设单位长度的圆柱面带电荷为E。用静电场高斯定理求出距轴线任意距离r处点P的场强为:
积分后得:
代入空气的击穿电场, 并取一组实测参数如下:
代入数据计算结果为U =18KV。
静电除尘装置结构:在烟囱的轴线上, 悬置了一根导线, 称之谓电晕线;在烟囱的四周设置了一个金属线圈, 我们称它为集电极。直流高压电源的正极接在线圈上, 负极接在电晕线上。接通电源后, 集电极与电晕线之间就建立了一个非均匀电场, 电晕线周围电场最大。改变直流高压电源的电压值, 就可以改变电晕线周围的电场强度。当实际电场强度与空气的击穿电场相近时空气发生电离, 形成大量的正离子和自由电子。自由电子随电场向正极飘移, 在飘移的过程中和尘埃中的中性分子或颗粒发生碰撞, 这些粉尘颗粒吸附电子以后就成了荷电粒子, 这样就使原来中性的尘埃带上了负电。在电场的作用下, 这些带负电的尘埃颗粒继续向正极运动, 并最后附着在集电极上。当尘埃积聚到一定程度时, 通过振动装置, 尘埃颗粒就落入灰斗中。这种结构也称管式静电除尘器。
在本次实验设计中, 我们采用对比的方法。1) 在不接通高压电源的情况下, 利用鼓风机将灰尘在烟筒中吹散, 观察到达的效果是没有吸附在线圈上, 只有一些落灰降落在线圈的上部, 下部无灰尘;2) 在接通电源的情况下, 呈现的效果如效果图所示, 可以看到线圈的下部吸附了大量的灰尘, 与未接通电源时有明显不同;3) 实验中的现象:在采用鼓风机吹时, 发现有一片灰尘在一定风速下仍然吸附在线圈上, 证明了静电除尘是有一定效果的。
3 结语