本發(fā)明涉及熱塑性聚烯烴纖維領(lǐng)域，具體涉及一種膜裂纖維及其制備方法。
背景技術(shù)：
聚烯烴膜裂纖維是利用塑料薄膜經(jīng)高倍縱向拉伸后，橫向的強力降至極限，具有自行劈裂成纖維的內(nèi)在特性，再經(jīng)機械或化學方法處理得到的一種纖維。聚烯烴膜裂纖維經(jīng)蒸汽軟化、卷曲、短切后，制備成無紡布，具有高效低阻的優(yōu)點，非常適合應(yīng)用于空氣過濾領(lǐng)域。
但是，聚烯烴材料如聚乙烯、聚丙烯等對于烷烴、芳烴、汽油等非極性溶劑的耐腐蝕性很差，容易出現(xiàn)溶脹變形現(xiàn)象，而在一些特殊的環(huán)境中，如加油站、化學實驗室等，空氣中常含有大量的揮發(fā)性溶劑，這大大限制了聚烯烴材料在空氣過濾領(lǐng)域的應(yīng)用范圍和使用壽命。氟化改性聚烯烴材料可在一定程度解決上述問題，目前已有文獻報導(dǎo)采用強氟化劑氟氣對聚烯烴塑料進行氣相氟化處理，該方法可提高聚烯烴的溶劑抗透性，但是，氣相氟化反應(yīng)劇烈，反應(yīng)過程不易控制，當混合氣體中氟的含量較高時，聚烯烴與氟氣反應(yīng)會發(fā)生燃燒現(xiàn)象，危險性大；另有文獻報導(dǎo)將氟氣溶解在適當?shù)娜軇┲衼硖幚硭芰媳砻?簡稱為溶劑氟化法)，溶劑氟化法反應(yīng)較為溫和，但是，反應(yīng)速率較慢，轉(zhuǎn)化率極低，無法滿足工業(yè)化要求。此外，聚丙烯類材料還存在因電荷穩(wěn)定性欠佳而影響其駐極體空氣過濾材料的有效使用壽命和過濾效率的問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有的聚烯烴材料及其駐極體空氣過濾材料存在的問題，本發(fā)明提供一種聚烯烴膜裂纖維及其制備方法，該膜裂纖維具有良好的耐溶劑性，該方法反應(yīng)溫和、反應(yīng)速率適中，并且用本發(fā)明的膜裂纖維制備駐極體空氣過濾材料，可使過濾材料達到過濾效率高、阻力小、持久性長的效果。
一種聚烯烴膜裂纖維的制備方法，包括以下步驟：
(1)電暈處理：將聚烯烴扁絲的至少一面進行在線電暈處理，聚烯烴扁絲與電極棒間的間隙為1～5mm，處理電壓為2000～15000v，電流強度為2～10a；
(2)液相氟化處理：將步驟(1)得到的聚烯烴扁絲在含氟溶劑中進行氟化反應(yīng)；
(3)原纖化：將步驟(2)得到的聚烯烴扁絲進行機械原纖化處理，然后收卷，制備出聚烯烴膜裂纖維。
步驟(1)中所述聚烯烴扁絲由熔融指數(shù)為0.5～7.0g/min，等規(guī)度大于95％的聚烯烴原料制備而成；優(yōu)選所述聚烯烴扁絲由熔融指數(shù)為2.5～5.0g/min，等規(guī)度為96～98％的聚烯烴原料制備而成。
所述聚烯烴原料至少包括聚乙烯、聚丙烯中的一種，還可包括聚丁烯、聚戊烯、乙烯與丁烯或辛烯共聚物(poe)中的一種或多種。
進一步優(yōu)選步驟(1)中所述聚烯烴扁絲為線性低密度聚乙烯與等規(guī)聚丙烯的共混物或等規(guī)聚丙烯與poe的共混物經(jīng)擠出流延成膜、分切成窄帶、縱向熱拉伸、熱定型處理而成，其中等規(guī)聚丙烯質(zhì)量含量占共混物總量的70％～90％。
步驟(1)中所述聚烯烴扁絲的厚度為1～100μm。
步驟(1)中所述聚烯烴扁絲的寬度為5～30mm。
步驟(1)中所述聚烯烴扁絲的溫度為100℃～130℃。
步驟(1)中所述聚烯烴扁絲在導(dǎo)輥的牽引下進行在線電暈處理，導(dǎo)輥的線速度為90m/min～200m/min。
步驟(1)中所述電暈處理可對聚烯烴扁絲進行單面或雙面電暈處理；優(yōu)選對聚烯烴扁絲進行雙面電暈處理。
步驟(2)中所述聚烯烴扁絲在導(dǎo)輥的牽引下進行在線液相氟化處理，導(dǎo)輥的線速度與電暈處理的線速度相同。
步驟(2)中所述含氟溶劑完全浸沒聚烯烴扁絲。
優(yōu)選步驟(2)所述含氟溶劑中持續(xù)通入氮氣和氟氣，所述氟氣/氮氣混合氣體的通入速率為0.1～5l/min。
步驟(2)中所述含氟溶劑中氟氣的濃度為0.2～2mmol/l。
步驟(2)中所述氟氣/氮氣混合氣體中氟氣的體積含量為1～10％，優(yōu)選3～6％。
步驟(2)中所述氟化反應(yīng)的溫度為20～70℃。
步驟(2)中所述溶劑包含氟化丁烷、氟化戊烷、氟化己烷中的一種或幾種，優(yōu)選氟化丁烷。
所述氟化丁烷指的是x1-y1-y2-x2，x1為ch3、cf3或chf2基團；x2為chf2或ch2f基團，y1為cf2、ch2或chf基團，y2為cf2、ch2或chf基團。
所述氟化戊烷指的是x1-y1-y2-y3-x2，x1為cf3或ch2f基團；x2為ch3、cf3、ch2f或chf2基團；y1為cf2、ch2或chf基團，y2為cf2、ch2或chf基團，y3為cf2、ch2或chf基團。
所述氟化己烷指的是cf3-(cf2)m-xn-y(4-m-n)-z，m為2或3；n為0或1；x為chf或ch2，y為chf或ch2，z為ch3、cf3或chf2。
步驟(3)中所述原纖化是指聚烯烴扁絲經(jīng)快速運轉(zhuǎn)的針輥穿刺開裂后，然后形成表面具有很多微小纖維的不規(guī)則纖維。
優(yōu)選在所述電暈處理前進行預(yù)處理，所述預(yù)處理是指在預(yù)處理箱中采用醇流體噴射沖擊聚烯烴扁絲的表面。
所述醇包括乙醇、異丙醇、正丁醇中一種或多種。
所述預(yù)處理箱中設(shè)置2～10組水平的噴頭，醇流體的噴射速度為0.5～1.5m/min，噴射壓強為100～1000psi。
所述預(yù)處理箱出口處裝有烘干裝置，可將扁條表面的液體徹底去除，連續(xù)進入電暈處理裝置。
本發(fā)明還提供由上述方法制備的聚烯烴膜裂纖維。
本發(fā)明還提供包括上述聚烯烴膜裂纖維的駐極體空氣過濾材料。
所述駐極體空氣過濾材料通過以下步驟制備：
(1)將上述聚烯烴膜裂纖維經(jīng)集束、導(dǎo)絲、蒸汽軟化、卷曲、曳引張力控制和切斷后，制備出短切膜裂纖維；
(2)短切膜裂纖維經(jīng)雙道開松、梳理、鋪網(wǎng)、針刺、熱定型、駐極處理和收卷，制備出駐極體空氣過濾材料。
本發(fā)明的有益效果：
(1)本發(fā)明通過氟化反應(yīng)在聚烯烴扁絲的表面形成了氟化層，因此膜裂纖維的耐溶劑性有了顯著的提高；由該膜裂纖維作為基材制備駐極體空氣過濾材料，過濾效率高，阻力小，持久性長。
(2)本發(fā)明在氟化反應(yīng)前，對聚烯烴扁絲進行電暈處理，大大提高氟化反應(yīng)的速率，解決了現(xiàn)有技術(shù)中液相氟化速率過緩的難題。
(3)當聚烯烴扁絲與電極棒間的間隙為1～5mm，處理電壓為2000～15000v，電流強度為2～10a時，有利于后續(xù)氟化過程中，在聚烯烴扁絲的表面形成厚度均勻的氟化層，且不影響膜裂纖維的機械性能。
(4)本發(fā)明中聚烯烴扁絲在電暈前先進行預(yù)處理，可提高電暈處理效率和氟化反應(yīng)速率。
(5)本發(fā)明在聚烯烴膜裂纖維的制備過程中依次進行在線電暈處理和液相氟化處理，通過調(diào)節(jié)導(dǎo)輥的線速度來控制電暈和氟化處理的時間，提高了工業(yè)生產(chǎn)的連續(xù)性，也避免了聚烯烴扁絲的電暈處理效果因放置時間過長而失效的問題；通過提高聚烯烴扁絲的溫度，可使聚烯烴扁絲在較高的導(dǎo)輥線速度下獲得良好的電暈效果，解決了電暈處理時間過長而損傷纖維結(jié)構(gòu)的問題。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例，對本發(fā)明及其有益效果作進一步詳細地描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
聚烯烴膜裂纖維的測試方法：
(1)斷裂強度、伸長率和初始模量參照《gb/t19975-2005高強化纖長絲拉伸性能試驗方法》的標準測試，其中兩夾頭隔距為250mm，前伸速度為250mm/min，預(yù)加張力為5cn。
(2)原纖化指數(shù)參照楊旭紅的《lyocell纖維原纖化程度的評價》中的原纖化指數(shù)主觀評價法進行測定。
(3)耐溶劑性測試：所選溶劑為乙醇和丙酮，純度為分析純，將聚烯烴膜裂纖維放入上述溶劑中浸泡72h后取出，常溫晾干，測試斷裂強度和初始模量。
無紡布空氣過濾材料的測試方法：
(1)過濾效率：參照《gb2626-2006呼吸防護用品自吸過濾式防顆粒物呼吸器》中第6.3節(jié)的標準進行測試。
(2)氣流阻力：參照《gb19083-2010醫(yī)用防護口罩技術(shù)要求》中第5.4節(jié)的標準進行測試，其中選用0.3μm的nacl顆粒，氣體流量為30l/min，測試環(huán)境溫濕度分別為23℃和30％。
(3)持久性測試：分別測定放置30、90、180和360天之后，駐極體空氣過濾材料的過濾效率及阻力的變化情況。
實施例1
a.電暈處理
將厚度為3μm、寬度為20mm、溫度為100℃的poe(乙烯與丁烯共聚物)增韌的聚丙烯扁絲(聚丙烯的質(zhì)量含量為70％)在導(dǎo)輥的牽引下在線進行雙面電暈處理，所采用的poe(乙烯與丁烯共聚物)和聚丙烯原料的熔融指數(shù)均為0.5g/min，等規(guī)度均為98％，導(dǎo)輥的線速度為200m/min，電暈處理機的電極棒與扁絲的間隙為3mm，處理電壓為5000v，電流強度5a。
b.液相氟化處理
將氟氣含量為3％的氟氣/氮氣混合氣體從氟化箱液槽底部的氣體進入管通入盛有溶劑cf3cf2chfch2f和cf3cf2(chf)2ch3的20℃液槽中，直至氟氣在溶劑中的濃度達到2mmol/l。上述電暈處理完的扁絲在導(dǎo)輥的牽引下在線進入氟化箱進行液相氟化反應(yīng)，氟化箱的體積為50l，向氟化箱中連續(xù)通入氟氣/氮氣的混合氣體，混合氣體的補充速率為2l/min，同時將液槽中的溶劑以200ml/min速率從液槽底部的排液管導(dǎo)出，并從液槽中部的補液口補加溶劑。
c.原纖化
將上述氟化處理后的扁絲經(jīng)針密度為75針/cm，線速度為260m/min的原纖化輥進行機械膜裂開纖，針與薄膜運行方向的夾角為70°，然后在110℃下熱定型，制成聚烯烴膜裂纖維。
對比實施例1-1
本對比實施例中不進行電暈處理，其它按實施例1的材料和步驟制備聚烯烴膜裂纖維。
對比實施例1-2
本對比實施例不進行電暈處理，扁絲在導(dǎo)輥的牽引下在線進行液相氟化反應(yīng)，導(dǎo)輥的線速度為100m/min(即延長氟化時間)，原纖化輥的線速度為130m/min，其它按實施例1的材料和步驟制備聚烯烴膜裂纖維。
對比實施例1-3
本對比實施例不進行液相氟化處理，其它按實施例1的材料和步驟制備聚烯烴膜裂纖維。
對比實施例1-4
本對比實施例中既不進行電暈處理，也不進行液相氟化處理，其它按實施例1的材料和步驟制備聚烯烴膜裂纖維。
實施例2
本實施例中在氟化處理前增加預(yù)處理步驟，其它按實施例1的材料和步驟制備聚烯烴膜裂纖維。預(yù)處理：將聚烯烴扁絲通過導(dǎo)輥在線進入預(yù)處理箱中，預(yù)處理箱中設(shè)置10組水平的噴頭，與聚烯烴扁絲的垂直距離為20cm，噴頭中含噴嘴，噴嘴直徑為0.5mm，噴嘴的工作寬度覆蓋聚烯烴扁絲的整個寬度，采用噴射速度為0.5m/min，噴射壓強為100psi的乙醇、異丙醇的混合流體(體積比＝1:1)沖擊扁絲，預(yù)處理箱出口裝有帶加熱功能的風干機，將扁絲表面的液體徹底吹掉，預(yù)處理箱的底部和風干機的下面分別裝有管道和收集槽，通過沸點不同，加熱回收醇類，排走微量水分。
實施例3
本實施例中在氟化處理前增加預(yù)處理步驟，其它按實施例1的材料和步驟制備聚烯烴膜裂纖維。預(yù)處理：將聚烯烴扁絲通過導(dǎo)輥在線進入預(yù)處理箱中，預(yù)處理箱中設(shè)置2組水平的噴頭，與聚烯烴扁絲的垂直距離為20cm，噴頭中含噴嘴，噴嘴直徑為10.0mm，噴嘴的工作寬度覆蓋聚烯烴扁絲的整個寬度，采用噴射速度為1.5m/min，噴射壓強為1000psi的正丁醇流體沖擊扁絲，預(yù)處理箱出口裝有帶加熱功能的風干機，將扁絲表面的液體徹底吹掉，預(yù)處理箱的底部和風干機的下面分別裝有管道和收集槽，通過沸點不同，加熱回收醇類，排走微量水分。
實施例4
a.電暈處理
將厚度為1μm、寬度為5mm、溫度為110℃的聚丙烯扁絲在導(dǎo)輥的牽引下在線進行雙面電暈處理，所采用的聚丙烯原料的熔融指數(shù)為2.5g/min，等規(guī)度為96％，導(dǎo)輥的線速度為90m/min，電暈處理機的電極棒與扁絲的間隙為5mm，處理電壓為15000v，電流強度10a。
b.液相氟化處理
將氟氣含量為6％的氟氣/氮氣混合氣體從氟化箱液槽底部的氣體進入管通入盛有溶劑cf3(cf2)2(ch2)2cf3的70℃液槽中，直至氟氣在溶劑中的濃度達到2mmol/l。上述電暈處理完的扁絲在導(dǎo)輥的牽引下在線進入氟化箱進行液相氟化反應(yīng)，氟化箱的體積為50l，向氟化箱中連續(xù)通入氟氣/氮氣的混合氣體，混合氣體的補充速率為5l/min，同時將液槽中的溶劑以500ml/min速率從液槽底部的排液管導(dǎo)出，并從液槽中部的補液口補加溶劑。
c.原纖化
將上述氟化處理后的扁絲經(jīng)針密度為75針/cm，線速度為126m/min的原纖化輥進行機械膜裂開纖，針與薄膜運行方向的夾角為75°，然后在120℃下熱定型，制成聚烯烴膜裂纖維。
對比實施例4-1
本對比實施例中聚丙烯扁絲的厚度為120μm、寬度為40mm，其它按實施例4的材料和步驟制備聚烯烴膜裂纖維。
實施例5
a.電暈處理
將厚度為100μm、寬度為20mm、溫度為100℃的聚乙烯扁絲在導(dǎo)輥的牽引下在線進行雙面電暈處理，所采用的聚乙烯原料為線性低密度聚乙烯，其熔融指數(shù)為5.0g/min，等規(guī)度為95.5％，導(dǎo)輥的線速度為90m/min，電暈處理機的電極棒與扁絲的間隙為1mm，處理電壓為2000v，電流強度2a。
b.液相氟化處理
將氟氣含量為10％的氟氣/氮氣混合氣體從氟化箱液槽底部的氣體進入管通入盛有溶劑(chf2)ch2ch2chf2、ch2fcf2ch2cf2ch3和cf3(cf2)3chfch3的45℃液槽中，直至氟氣在溶劑中的濃度達到0.2mmol/l。上述電暈處理完的扁絲在導(dǎo)輥的牽引下在線進入氟化箱進行液相氟化反應(yīng)，氟化箱的體積為50l，向氟化箱中連續(xù)通入氟氣/氮氣的混合氣體，混合氣體的補充速率為0.1l/min，同時將液槽中的溶劑以20ml/min速率從液槽底部的排液管導(dǎo)出，并從液槽中部的補液口補加溶劑。
c.原纖化
將上述氟化處理后的扁絲經(jīng)針密度為30針/cm，線速度為135m/min的原纖化輥進行機械膜裂開纖，針與薄膜運行方向的夾角為50°，然后在130℃下熱定型，制成聚烯烴膜裂纖維。
對比實施例5-1
本對比實施例中聚烯烴進行電暈處理時，電暈處理機的電極棒與扁絲的間隙為8mm，處理電壓為1000v，電流強度1a，其它按實施例5的材料和步驟制備聚烯烴膜裂纖維。
實施例6
a.電暈處理
將厚度為30μm、寬度為30mm、溫度為130℃的聚1-丁烯增韌的聚丙烯扁絲(聚丙烯的質(zhì)量含量為90％)在導(dǎo)輥的牽引下在線進行單面電暈處理，所采用的聚1-丁烯和聚丙烯原料的熔融指數(shù)均為7.0g/min，等規(guī)度均為99％，導(dǎo)輥的線速度為90m/min，電暈處理機的電極棒與扁絲的間隙為4mm，處理電壓為12000v，電流強度5a。
b.液相氟化處理
將氟氣含量為1％的氟氣/氮氣混合氣體從氟化箱液槽底部的氣體進入管通入盛有溶劑cf3(chf)2cf3的60℃液槽中，直至氟氣在溶劑中的濃度達到1.2mmol/l。上述電暈處理完的扁絲在導(dǎo)輥的牽引下在線進入氟化箱進行液相氟化反應(yīng)，氟化箱的體積為50l，向氟化箱中連續(xù)通入氟氣/氮氣的混合氣體，混合氣體的補充速率為2.2l/min，同時將液槽中的溶劑以80ml/min速率從液槽底部的排液管導(dǎo)出，并從液槽中部的補液口補加溶劑。
c.原纖化
將上述氟化處理后的扁絲經(jīng)針密度為120針/cm，線速度為108m/min的原纖化輥進行機械膜裂開纖，針與薄膜運行方向的夾角為85°，然后在130℃下熱定型，制成聚烯烴膜裂纖維。
對比實施例6-1
本對比實施例中聚烯烴進行電暈處理時，電暈處理機的電極棒與扁絲的間隙為0.5mm，處理電壓為20000v，電流強度15a，其它按實施例6的材料和步驟制備聚烯烴膜裂纖維。
制備駐極體空氣過濾材料：
將實施例1～6、對比實施例1-1、1-2、1-3、1-4、4-1、5-1、6-1制備的聚烯烴膜裂纖維分別放入去離子水中浸泡1h，取出放置于放絲架上，若干軸上的絲束通過集束架集束成20萬d扁平又整齊的絲片，經(jīng)過張力調(diào)節(jié)架后，再經(jīng)線速度為55m/min的多輥導(dǎo)絲機牽引進入蒸汽壓力為1.0mpa，溫度為100℃的不銹鋼蒸汽箱中(蒸汽源為凈化水)，然后進入到填塞箱式卷曲機中，卷曲機主背壓為0.3mpa，背壓為0.2mpa，卷曲機線速度為65m/min，卷曲出來的絲束通過擺絲機均勻地鋪在熱定型箱鏈板上，絲束經(jīng)過120℃的熱定型箱后經(jīng)曳引架進入羅姆斯式切斷機，得到長度為38mm的短切膜裂纖維。
將短切膜裂纖維與日本智索公司纖度為3d的51mmes纖維按95:5的質(zhì)量比例充分混合，纖維定量為150g/m2。將混合物依次經(jīng)開松機開松、氣壓棉箱混合均勻后喂入到梳理機進行梳理，從梳理機出來的纖網(wǎng)進入交叉鋪網(wǎng)機，鋪網(wǎng)后進行預(yù)針刺和主針刺加工，植針度為5000針/m，針刺密度為400刺/cm2，針刺速度為20m/min，針刺頻率為300刺/min，針刺深度為10mm，走布速度為3.0m/min，牽伸比為1.2，然后進入115℃的熱烘箱進行熱定型，得到針刺無紡空氣過濾材料。隨后對針刺無紡空氣過濾材料采用電暈駐極處理，駐極工藝為：駐極電壓為30kv，輸出電流為1ma，駐極距離為15mm，通過控制過濾材料的走布速度調(diào)節(jié)駐極時間為20s，收卷得到駐極體無紡布空氣過濾材料，所得產(chǎn)品分別用1～6、1-a、1-b、1-c、1-d、4-a、5-a、6-a表示，隨機取出部分產(chǎn)品測試過濾效率、阻力及持久性。
上述實施例及對比實施例中聚烯烴扁絲的制備方法是：將聚烯烴原料共混后，通過擠出流延工藝加工制備成聚烯烴薄膜，然后分切成窄帶，經(jīng)高倍縱向熱拉伸、熱定型處理得到，具體制備過程可參考已公開的申請?zhí)枮閏n201610466043.8的中國專利申請文件。
表1聚烯烴膜裂纖維的性能參數(shù)
表2聚烯烴膜裂纖維的耐溶劑性測試
表3駐極體空氣過濾材料的過濾性能持久性測試
從表1可看出，聚烯烴扁絲經(jīng)電暈處理、液相氟化處理后，得到的膜裂纖維的斷裂強度、伸長率、初始模量和原纖化指數(shù)均未出現(xiàn)明顯變化，說明適度的電暈處理和液相氟化處理不會影響聚烯烴膜裂纖維的機械性能。但是，當電暈處理的電流強度大于10a、電壓大于15000v以及聚烯烴扁絲與電極棒間的間隙小于1mm時，即電暈處理過度時，如對比實施例6-1，膜裂纖維的機械性能有一定下降，這是因為在高壓電場的作用下，聚烯烴扁絲的結(jié)構(gòu)受到破壞，扁絲表面起毛，變得粗糙，導(dǎo)致膜裂纖維的機械性能下降。
從表2可看出，聚烯烴扁絲依次經(jīng)過電暈處理、液相氟化處理、原纖化處理，制備成膜裂纖維，在經(jīng)過乙醇或丙酮浸泡后，仍然保持較高的斷裂強度和初始模量，這說明電暈處理和液相氟化處理提高了膜裂纖維的耐溶劑性，這是因為電暈處理加快了聚烯烴扁絲進行液相氟化的反應(yīng)速率，聚烯烴扁絲的表面形成了厚度均勻的氟化層，提高了膜裂纖維的耐溶劑性。但是，當聚烯烴扁絲只進行電暈處理或液相氟化處理時，如對比實施例1-1，1-2和1-3，膜裂纖維的耐溶劑性出現(xiàn)大幅度下降，這是因為聚烯烴扁絲的反應(yīng)活性極低，與溶解在溶劑中的氟氣的反應(yīng)速率很低，難以在扁絲的表面生成均勻的氟化層，而聚烯烴是一種非極性材料，對醇類、酮類等溶劑的耐腐蝕性極差；在無電暈處理的情況下，即使延長氟化時間，如對比實施例1-2，膜裂纖維的耐溶劑性依然很差。在既無電暈處理，也無氟化處理的條件下，膜裂纖維的耐溶劑性同樣很差。但是，當電暈處理的強度不足時，如對比實施例5-1，即電暈處理的電流強度小于2a、電壓小于2000v以及聚烯烴扁絲與電極棒間的間隙大于5mm時，或者電暈處理的強度過高時，如對比實施例6-1，即當電暈處理的電流強度大于10a、電壓大于15000v以及聚烯烴扁絲與電極棒間的間隙小于1mm時，聚烯烴扁絲在進行電暈處理、液相氟化處理后，膜裂纖維的耐溶劑性較低，這是因為電暈處理的電流、電壓強度過低時，無法提高聚烯烴扁絲的表面活性，對后續(xù)的液相氟化反應(yīng)無促進作用；當電暈處理過度時，聚烯烴扁絲的內(nèi)部結(jié)構(gòu)受到破壞，膜裂纖維的耐溶劑性下降。
從表3可看出，當聚烯烴扁絲的厚度為5～100μm，寬度為5～30mm時，聚烯烴扁絲經(jīng)電暈處理、氟化處理后，制備成駐極體空氣過濾材料，具有較高的過濾效率和較低的過濾阻力，放置一段時間后(30天～360天)，過濾材料的過濾效率、過濾阻力變化不大，這說明電暈和氟化處理提高了過濾材料的使用壽命和持久性，原因是聚烯烴扁絲在電暈處理、液相氟化處理后，在聚烯烴扁絲的表面形成了厚度均勻的穩(wěn)定氟化層，氟化層以及氟化層與聚烯烴扁絲之間的層隙能夠穩(wěn)定地儲存電荷，制備成駐極體空氣過濾材料后，過濾材料的過濾效率及持久性增加、過濾阻力降低。聚烯烴扁絲未經(jīng)電暈處理時，如對比實施例1-1和1-2，制備的駐極體空氣過濾材料的過濾效率及持久性均下降，這是因為聚烯烴在液相氟化反應(yīng)時，氟化速率較慢，表面的氟化層較薄且不均勻，即使延長氟化時間，也無法達到與電暈處理同樣的效果，如對比實施例1-2。
但是，當聚烯烴扁絲的厚度大于100μm，寬度大于30mm時，如對比實施例4-1，聚烯烴扁絲即使經(jīng)過電暈處理、液相氟化處理，所制備的膜裂纖維的機械性能、耐溶劑性較差，得到的駐極體空氣過濾材料的過濾效率、持久性也較差，這是因為隨著扁絲厚度及寬度的增加，其在原纖化過程中的開纖成網(wǎng)性及連續(xù)性較差，得到的膜裂纖維及空氣過濾材料的均勻性和穩(wěn)定性較差。
聚烯烴依次經(jīng)預(yù)處理、電暈處理、氟化處理后，如實施例2和實施例3，所制備的聚烯烴膜裂纖維的機械性能、耐溶劑性最優(yōu)，駐極體空氣過濾材料的過濾效率高、持久性好，這是因為預(yù)處理可提高電暈處理效率和氟化反應(yīng)速率。