納米纖維將來最廣泛的用途之一是用于過濾材料。利用靜電紡絲方法能夠得到直徑為幾十或幾百納米的納米級纖維、形成的纖維氈重量輕、滲透性好、表面積大、孔隙率高、內部孔隙的連通性好，很適合用作過濾材料。在基布上鋪上納米纖維層復合后，基布的過濾效率可明顯提高，納米纖維層的孔徑比基布約小兩個數量級，且納米纖維層孔徑分布均勻、離散度小。
由于人們認識到納米纖維可以顯著提高各種濾材的過濾性能，納米纖維的研發取得了巨大的進步。納米纖維（直徑小于1微米的超細纖維）技術已經問世了許多年。目前最常用的納米纖維生產工藝就是靜電紡絲。
靜電紡絲是最常用的納米纖維生產工藝。該工藝用到注射器、噴嘴、毛細管或活動發射器。這些設備提供的聚合物液體在高壓靜電場作用下被吸引到一個收集區內。當聚合物溶液從發射器拉出時，經過靜電區加速，最后通過溶劑揮發形成纖維。
最初，對于工業化生產來說，靜電紡絲的生產效率非常低，增加了納米纖維的生產成本。靜電紡絲還會生產出大量的二維平面結構纖維，缺乏深度或者說是沒有Z方向性。這種結構適用于表面過濾，但不適用于深度過濾。靜電紡絲納米纖維通常比較脆弱，容易斷裂或從基材表面脫落。因此需要一種改進的納米纖維，克服目前的靜電紡絲納米纖維所存在的缺點。
靜電紡絲法制備納米纖維的影響因素很多，這些因素可分為溶液性質，如：粘度、彈性、電導率和表面張力；控制變量，如：毛細管中的靜電壓、毛細管口的電勢和毛細管口與收集器之問的距離，環境參數，如：溶液溫度、紡絲環境中的空氣濕度和溫度、氣流速度等。其中主要影響因素包括：
(1)、聚合物溶液濃度。聚合物溶液濃度越高，粘度越大，表面張力越大，而離開噴嘴后液滴分裂能力隨表面張力增大而減弱。通常在其它條件恒定時，隨著濃度增加，纖維直徑增大。
(2)、電場強度。隨電場強度增大，高分子靜電紡絲液的射流有更大的表面電荷密度，因而有更大的靜電斥力。同時，更高的電場強度使射流獲得更大的加速度。這兩個因素均能引起射流及形成的纖維有更大的拉伸應力，導致有更高的拉伸應變速率，有利于制得更細的纖維。
(3)、毛細管與收集器之間的距離。聚合物液滴經毛細管口噴出后?在空氣中伴隨著溶劑揮發，聚合物濃縮固化成纖維，最后被接收器接收。隨兩者間距離增大，直徑變小。
(4)、靜電紡絲流體的流動速率。當噴絲頭孔徑固定時，射流平均速度顯然與纖維直徑成正比。
(5)、收集器的狀態不同，制成的納米纖維的狀態也不同。當使用固定收集器時，納米纖維呈現隨機不規則情形，當使用旋轉盤收集器時，納米纖維呈現平行規則排列。
新型納米纖維技術
相對于傳統的電紡工藝，一種新開發的無溶劑納米纖維涂層技術具有更大的靈活性、可控性和耐久性。
這種新的納米涂層通常由直徑為0.3-0.5微米的纖維制成，但有時纖維尺寸最高可達1微米。纖維的直徑分布和涂層厚度可以根據應用需求的不同而靈活改變。這種納米纖維技術可以顯著改善濾材的過濾性能。
新的納米纖維層厚度在15-30微米之間，可以直接涂覆在過濾基材上。這種納米纖維涂層可以涂覆在各種無紡布基材上，例如玻纖、木漿紙或合成纖維，而電紡纖維需要依靠樹脂來粘結。納米纖維技術可以在基材上制備單層或雙層納米涂層，第二層可以采用相同或不同的聚合物制成。
過濾基材的成分由濾材的特定應用決定，可以通過使用不同結構的基材，達到所需的結構性能，例如硬度、強度、打褶性和耐高溫性。
如前所述，支撐基材或底層材料可以根據目標應用場合而改變。對于中型空濾、燃氣輪機、汽車空氣過濾和脈沖清灰應用，大多選用木漿紙或合成纖維-木漿紙混合基材。在HVAC、液體過濾、汽車座艙空氣過濾和HEPA過濾中，支撐基材可以選用木漿紙、玻纖、合成纖維、紡粘和熔噴無紡布。
不同的納米纖維層可以根據應用的需求涂布于濾材的不同位置上。例如，在汽輪機或重型空濾應用中，納米纖維層可以放置在過濾基材的迎風面，以提高表面過濾性能。納米纖維層也可以放置在過濾基材的出風面，以提高深度過濾性能，捕獲介質內部的微粒。
納米纖維涂層濾材的應用
納米纖維可以提高濾材的過濾性能。這種性能的改進可以在汽車進氣過濾、計算機硬盤驅動器的通風口過濾和高效過濾應用中體現出來。對于汽車座艙空氣過濾器，微粒的去除關系著乘客的舒適性和健康。納米纖維在活動式和固定式發動機以及工業過濾應用中可以改進過濾性能。
對于發動機、燃氣輪機和燃燒爐，去除空氣流中的顆粒是非常重要的，因為這些顆粒會導致內部部件的重大損壞。另外，在其他場合，如氣體生產或汽車尾氣和工業廢氣中可能含有破壞性的顆粒物質，去除這些顆粒可以保護下游的設備，將廢棄物對環境的污染降至最低。
這種新型的耐久性納米涂層也可用于自潔式或脈沖清灰過濾器。在濾材迎風面形成的灰餅可以利用反脈沖氣流除去，從而使濾材再生。當脈沖回沖使濾材表面受到強力沖擊時，振動波從過濾器內部穿過基材到達納米纖維層后，與基材粘結不強的納米纖維可能會因此剝離。新型納米纖維濾材與基材有很好的粘合性，且納米纖維涂層本身具有持久的結構穩定性、更高的過濾效率和較低的壓降，使其在脈沖清灰應用中具有較長的使用壽命和較高的效率。
在重型空濾、除塵器和潔凈設備中，納米纖維層被用在濾材的迎風面。而在諸如汽車進氣、座艙空濾、燃油和潤滑油的過濾中，納米纖維層被置于濾材的出風面，以捕集微粒并將其限制在空氣過濾介質中，大大提高過濾效率，同時獲得更高的效率和容塵量。
結果表明，納米纖維涂覆的材料比標準木漿紙具有更好的可清潔性。自潔式過濾器有兩個主要功能：確保微粒不會滲透或穿過濾材和非常高的過濾效率。
對于燃氣輪機，高效濾材可以防止渦輪葉片受到灰塵顆粒的破壞。對于灰塵濃度較高的工業過濾或處于多風沙環境下的燃氣輪機，高效深度過濾器并非最佳解決方案，因為過濾器中的空氣通道會被灰塵切斷。表面過濾可以將截獲的灰塵聚集在過濾器的表面，并形成一個均勻的灰餅，使壓降緩慢上升。
濾材迎風面的納米纖維層可以防止灰塵進入濾材內部，從過濾一開始，幾乎所有的微粒都被截留在濾材的表面，形成一個粘在一起的結構均勻的灰餅，從而得到穩定的流阻。理想情況下，灰餅應該整塊去除，這樣就不會有微粒進入濾材內部。否則，灰餅在清洗過程中會被撕破，殘余的微粒進入到濾材內部不能有效去除，將導致壓降升高。
膜式和無紡布式過濾器被業界廣泛使用，用于從液體或氣體中分離固體。其中既有常規過濾器，如用于進氣口的簡單濾塵器，也有重要的過濾器，如防止腎衰竭的透析過濾器。
通常根據成本、處理的便利性和性能要求等因素來考慮過濾介質的選擇。許多不同的材料都可供使用，但是在需要反復使用過濾器的場合，不論它們經常工作在多么惡劣的環境下，包括清潔過程，都必須保證在產品的整個使用壽命期內，過濾介質的孔徑始終保持統一性和一致性。
為了達到這種程度的可靠性，傳統上一直采用具有高抗性和剛性的聚合物來制造可復用的過濾介質，例如聚偏二氟乙烯（PVDF）和聚四氟乙烯（PTFE）。但是，這些材料相當貴，而且需要經過復雜的化學處理才能獲得更多的性能優勢。所以，更理想的情況是，使用一種更廉價的，易于成形的過濾介質，然后應用其他的工藝來改變其表面性能，以獲得期望的拒液性。
非織造過濾材料正逐步取代傳統材料成為過濾材料的主流，而納米纖維過濾材料具有優越的過濾性能。靜電紡納米纖維由于直徑小，具有很大的比表面積，在成型的網氈上有很多微孔，因此有很強的吸附力以及良好的過濾性能。但納米纖維氈的強度低、機械性能差，所以需要增加基布來提高強度。同時還有許多其他問題有待解決。例如，納米纖維過濾材料結構的控制與性能的穩定，新技術的開發與利用等。因此，需進一步研究有關靜電紡納米纖維氈的集合體微觀結構與其性能之間關系，利用靜電紡絲簡單、快捷制造納米級纖維的特點與其它研究領域相結合，達到性能互補，提高靜電紡納米纖維過濾材料的應用價值，實現成果產業化研究。
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