Nanovlákenné struktury s multifunkčními vlastnostmi vhodné pro výrobu filtračních modulů

Kód výsledku v 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>

Výsledek na webu

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Jazyk výsledku

čeština

Název v původním jazyce

Nanovlákenné struktury s multifunkčními vlastnostmi vhodné pro výrobu filtračních modulů

Popis výsledku v původním jazyce

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.

Název v anglickém jazyce

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

Popis výsledku anglicky

The innovative solution is based on a new type of polymer that exhibits increased resistance to combustion and, simultaneously, has a melting point higher than 150 °C due to its structure and higher nitrogen atom content. The polymer – polyurea is formed by a polymerization reaction between diisocyanate and alkyl or aryl diamine, and meets all the requirements for fiber-forming non-flammable polymers.The preparation of nanofibrous structures as the base layer of filtration membranes is carried out using electrospinning, specifically two basic techniques: DC electrospinning is performed at a direct current voltage of 20 to 80 kV, and AC electrospinning at an alternating current voltage of 25 to 50 kV. In the case of DC electrospinning, flat nanofiber structures are mainly produced, which are then laminated between two carrier fabrics according to the needs of the final application. AC electrospinning is used primarily for the preparation of so-called hybrid yarns, where nanofibrous structures are collected on the surface of the carrier yarn, which can be used for the preparation of wound/candle filters. Both techniques can also be used for polyurea spinning.Filter membranes containing a layer of nanofibers made from a polymer resistant to combustion and temperatures above 150 °C, without halogenated additives, exhibit the required filtration efficiency and can be used to construct filters for dusty areas with a risk of ignition.

Druh

G_funk - Funkční vzorek

CEP obor

—

OECD FORD obor

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

Projekt

<a href="/cs/project/TN02000051" target="_blank" >TN02000051: Národní centrum kompetence polymerních materiálů a technologií pro 21. století</a><br>

Návaznosti

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

Rok uplatnění

2025

Kód důvěrnosti údajů

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

Interní identifikační kód produktu

8/2025

Číselná identifikace

8/2025

Technické parametry

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.

Ekonomické parametry

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

Kategorie aplik. výsledku dle nákladů

—

IČO vlastníka výsledku

70883521

Název vlastníka

Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně

Stát vlastníka

CZ - Česká republika

Druh možnosti využití

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

Požadavek na licenční poplatek

A - Poskytovatel licence na výsledek požaduje licenční poplatek

Adresa www stránky s výsledkem

—