随着工业的快速发展,空气污染问题日益严重。雾霾主要指对人体造成严重危害的PM2.5颗粒,其粒径小于等于2.5μm,极易被人体吸入体内,且具有较强的吸附能力。研究表明,长期暴露在PM2.5颗粒下会引起肺癌、心肌梗塞、血管病变等疾病。针对PM2.5污染问题,论文旨在研究一种具有高效空气过滤性能的超细纤维膜。纤维直径越细,其比表面积越大,纤维膜的孔隙率越高,孔径越小,且因超细纤维可以吸附自身重量7倍的灰尘、颗粒、液体等,因此在过滤等领域具有广泛的应用。目前制备超细纤维膜的纺丝技术主要有静电、离心、自组装和相分离等,其中静电纺和离心纺是最常用的两种技术。静电纺丝过程由于高电压、对溶液的极性要求以及制备的纤维膜结构紧密等局限,过滤时空气阻力较大;离心纺丝制备的纤维集合体具有蓬松的结构,可降低纤维膜的空气阻力,但离心纺由于纤维的螺旋形轨迹而难以直接成膜。因此,如何制备具有高效低阻的超细纤维膜是论文的研究重点。离心纺-静电收集是将静电纺丝与离心纺丝有机结合制备超细纤维的新技术,该技术既汲取了离心纺的优势,又突破了静电纺的局限。通过离心纺-静电收集技术可直接获得蓬松且纤维直径小于1 μm的纤维膜。因此离心纺-静电收集纺丝技术在制备空气过滤超细纤维膜领域具有更大的优势。第二章研究原料聚丙烯腈(PAN)分子量、聚丙烯腈(PAN)/N,N-二甲基甲酰胺(DMF)比例、针头直径大小和纺丝转速对超细纤维可纺性及纤维形貌的影响。结果显示,当PAN分子量、PAN/DMF比例、针头规格和纺丝转速过大或过小,纤维膜呈现纤维粘结、排列杂乱、分布不均匀且存在大量串珠。通过调控上述参数至最佳条件时,所得纤维膜具有良好的形貌,纤维直径均匀且不含串珠。其中,各纺丝参数的最佳条件分别为:PAN分子量为15万,PAN/DMF质量比例为15%/85%,针头规格为27 G,纺丝转速为2500 rpm。纤维平均直径为700 nm左右。第三章研究超细纤维膜克重对纤维膜过滤效率和空气阻力的影响。克重越大,超细纤维膜的过滤效率越高,当克重为0.3 g/m2时,纤维膜过滤效率为61.22%,克重增加到2.1 g/m2,此时纤维膜过滤效率为98.89%。测试超细纤维膜在长期使用中的性能变化,随着使用时间的增长,超细纤维膜的过滤效率不断提高,同时空气阻力不断增大。第四章研究热粘合和粘合剂粘合两种方式对纤维膜过滤性能的影响。在热粘合处理中,通过改变粘合温度观察纤维膜表面变化、纤维形貌变化及其对纤维膜过滤效率和过滤阻力的影响,确定最佳热粘合温度为130℃。使用粘合剂对纤维膜进行后整理,其过滤性能相比未处理纤维膜降低至83.66%,空气阻力增大至43 Pa。通过比较热粘合与粘合剂粘合对纤维膜过滤性能的影响,热粘合粘合效果最佳。