Nanofibrous structures with multifunctional properties suitable for the production of filtration modules

Result code in IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F70883521%3A28610%2F25%3A63592298" target="_blank" >RIV/70883521:28610/25:63592298 - isvavai.cz</a>

Result on the web

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Result language

čeština

Original language name

Nanovlákenné struktury s multifunkčními vlastnostmi vhodné pro výrobu filtračních modulů

Original language description

Inovativní řešení je založeno na novém typu polymeru, který díky své struktuře a zvýšenému obsahu atomů dusíku vykazuje zvýšenou odolnost proti hoření a současně má bod tání vyšší než 150 °C. Polymer tvořený polymerační reakcí mezi diisokyanátem a alkyl nebo aryl diaminem, polymočovina, splňuje všechny požadavky na vláknotvorné nehořlavé polymery.Příprava nanovlákenných struktur jako základní vrstvy filtračních membrán je realizována pomocí elektrospinningu, a to dvěma základními technikami: DC elektrospinning se provádí při stejnosměrném napětí 20 až 80 kV a AC elektrospinning pří střídavém napětí 25 až 50 kV. V případě DC elektrospinningu jsou vyráběny zejména plošné nanovlákenné útvary, které jsou podle potřeb finální aplikace laminovány mezi dvě nosné textilie. AC elektrospinning je využit zejména pro přípravu tzv. hybridní příze, kdy nanovlákenné útvary jsou zachycovány na povrchu nosné příze, kterou lze použít pro přípravu vinutých svíčkových filtrů. Obě techniky lze použít i pro zvláknění polymočoviny.Filtrační membrány obsahující vrstvu nanovláken z polymeru odolného proti hoření a teplotám vyšším než 150 °C bez přídavku halogenovaných látek vykazují požadovanou filtrační účinnost a jsou použitelné pro konstrukci filtrů pro prašné prostory, u kterých hrozí nebezpečí vzplanutí.

Czech name

Nanovlákenné struktury s multifunkčními vlastnostmi vhodné pro výrobu filtračních modulů

Czech description

Inovativní řešení je založeno na novém typu polymeru, který díky své struktuře a zvýšenému obsahu atomů dusíku vykazuje zvýšenou odolnost proti hoření a současně má bod tání vyšší než 150 °C. Polymer tvořený polymerační reakcí mezi diisokyanátem a alkyl nebo aryl diaminem, polymočovina, splňuje všechny požadavky na vláknotvorné nehořlavé polymery.Příprava nanovlákenných struktur jako základní vrstvy filtračních membrán je realizována pomocí elektrospinningu, a to dvěma základními technikami: DC elektrospinning se provádí při stejnosměrném napětí 20 až 80 kV a AC elektrospinning pří střídavém napětí 25 až 50 kV. V případě DC elektrospinningu jsou vyráběny zejména plošné nanovlákenné útvary, které jsou podle potřeb finální aplikace laminovány mezi dvě nosné textilie. AC elektrospinning je využit zejména pro přípravu tzv. hybridní příze, kdy nanovlákenné útvary jsou zachycovány na povrchu nosné příze, kterou lze použít pro přípravu vinutých svíčkových filtrů. Obě techniky lze použít i pro zvláknění polymočoviny.Filtrační membrány obsahující vrstvu nanovláken z polymeru odolného proti hoření a teplotám vyšším než 150 °C bez přídavku halogenovaných látek vykazují požadovanou filtrační účinnost a jsou použitelné pro konstrukci filtrů pro prašné prostory, u kterých hrozí nebezpečí vzplanutí.

Type

G_funk - Functional sample

CEP classification

—

OECD FORD branch

20503 - Textiles; including synthetic dyes, colours, fibres (nanoscale materials to be 2.10; biomaterials to be 2.9)

Project

<a href="/en/project/TN02000051" target="_blank" >TN02000051: National Centre of Competence - Polymer Materials and Technologies for the 21st Century</a><br>

Continuities

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Publication year

2025

Confidentiality

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Internal product ID

8/2025

Numerical identification

8/2025

Technical parameters

Pro základní test filtračních vlastností byla z polymočoviny připravena nanovláknitá struktura s plošnou hmotností 0,98 g/m2. Podkladovou textilií byl polypropylenový spunbondu (PP SB) s plošnou hmotností 30 g/m2 nebo aramidová tkanina s plošnou hmotností 61 g/m2. Byly prověřeny jak filtrační vlastnosti této struktury bez dalších úprav, tak vlastnosti struktury, u níž byla naovláknitá vrstva překryta meltblownem Technostat (TST) s plošnou hmotností 30 g/m2. Struktura složená z podkladové textilie (PP SB), nanovlákenné vrstvy a krycí vrstvy na bázi meltblownu reprezentuje obvyklou konstrukci filtrační membrány. Filtrační vlastnosti zmíněné skladby filtrační membrány byl zvoleny jako referenční. S referencí pak byly porovnány filtrační vlastnosti membrány založené na nehořlavé aramidové, podkladové textilii. Krycí vrstva byla táž, jako u referenční membrány. Pro měření filtrační účinnosti (FE v %), tlakové ztráty a MPPS (Most Penetrating Particle Size) byl použit Automatický tester filtrů TSI 3160. Testování bylo provedeno pomocí aerosolu na bázi částic chloridu sodného s rozsahem průměrů částic 20–400 nm. Zvolená rychlost průtoku filtrovaného média byla 30 l/min, což odpovídá čelní rychlosti kolem 5 cm/s.

Economical parameters

Rozšíření produktového portfolia konečného výrobce - průnik do nového tržního segmentu a s tím související předpokládané navýšení zisku.

Application category by cost

—

Owner IČO

70883521

Owner name

Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně

Owner country

CZ - CZECH REPUBLIC

Usage type

A - K využití výsledku jiným subjektem je vždy nutné nabytí licence

Licence fee requirement

A - Poskytovatel licence na výsledek požaduje licenční poplatek

Web page

—