摘要： 使用原纖化的萊賽爾纖維與聚丙烯腈（PAN） 纖維共混，添加黏結(jié)劑聚乙烯醇（PVA）、助濾劑SiO2，通過(guò)濕法成形的方法制備了PAN過(guò)濾紙板；通過(guò)細(xì)纖維交織與黏結(jié)劑協(xié)同作用增強(qiáng)PAN過(guò)濾紙板；對(duì)比分析了不同原纖化程度下過(guò)濾紙板的抗張指數(shù)、孔隙率、孔徑及水通量。結(jié)果表明，當(dāng)磨漿40 000轉(zhuǎn)時(shí)，過(guò)濾紙板的綜合性能較好，此時(shí)過(guò)濾紙板的抗張指數(shù)為5. 97 N·m/g，孔隙率為88%，水通量為599 L·m2/min，為水過(guò)濾用PAN過(guò)濾紙板的制備提供了參考。

關(guān)鍵詞：聚丙烯腈纖維；萊賽爾纖維；過(guò)濾紙板；液體過(guò)濾

中圖分類號(hào)：TS72 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10. 11980/j. issn. 0254-508X. 2025. 03. 002

過(guò)濾紙板目前被廣泛應(yīng)用于食品[1]、水處理[2]、醫(yī)藥[3]等領(lǐng)域，是液體過(guò)濾的重要介質(zhì)之一，主要通過(guò)紙板內(nèi)部較深的孔道及較大的比表面積來(lái)過(guò)濾液體[4]。目前，過(guò)濾紙板主要由纖維素纖維構(gòu)成，隨著造紙技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了以合成纖維為原料制備的過(guò)濾紙板。與纖維素紙相比，合成纖維紙具有濾水快、耐化學(xué)性好、纖維中雜質(zhì)含量少等優(yōu)點(diǎn)，為追求更高通量及雜質(zhì)含量更少的過(guò)濾紙板，需要使用合成纖維來(lái)替代纖維素纖維。但合成纖維絕大部分無(wú)法相互產(chǎn)生鍵合作用，且難以細(xì)纖維化產(chǎn)生交織，從而導(dǎo)致紙板強(qiáng)度不足[5]。

聚丙烯腈（PAN） 是以丙烯腈為主要單體合成的聚合物，可通過(guò)紡絲制成PAN纖維。PAN具有強(qiáng)度高、耐日光、耐酸和耐溶劑等特點(diǎn)[6]，可主要應(yīng)用于紡織[7]、醫(yī)藥[8]、水處理[9]等方面，因此PAN纖維具有制備合成纖維過(guò)濾紙板的潛力。然而，其表面惰性大，纖維間結(jié)合不緊密，形成的紙張網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)松散[10]，強(qiáng)度較差，無(wú)法承受過(guò)濾過(guò)程中產(chǎn)生的壓力，因此解決其紙張強(qiáng)度的問(wèn)題十分重要。目前已有關(guān)于增強(qiáng)PAN 纖維材料的研究， Ebrahimnezhad-Khaljiri等[11]通過(guò)在氧化的PAN纖維復(fù)合材料中分層鋪設(shè)碳纖維，并添加環(huán)氧樹(shù)脂產(chǎn)生交聯(lián)來(lái)增強(qiáng)PAN復(fù)合材料的強(qiáng)度， 所制備的復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度最高達(dá)566.4 MPa。Zhang等[10]通過(guò)在PAN紙中添加聚酰胺環(huán)氧氯丙烷樹(shù)脂（PAE），形成附著在纖維表面的自交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)增強(qiáng)纖維間的結(jié)合。但在制備PAN過(guò)濾紙板時(shí)，僅添加濕強(qiáng)劑的過(guò)濾紙板的強(qiáng)度依舊較差，無(wú)法直接用于過(guò)濾，因此需要尋找其他方法來(lái)增強(qiáng)PAN過(guò)濾紙板的強(qiáng)度。

萊賽爾纖維是再生纖維素纖維中的一種，由纖維素經(jīng)過(guò)N-甲基嗎啉-N-氧化物（NMMO）溶解再經(jīng)過(guò)干噴濕紡工藝得到[12]，目前被廣泛應(yīng)用于紡織[13]、造紙[14]、電池[15]等方面。萊賽爾纖維具有高結(jié)晶度和高取向度的特性，相較于傳統(tǒng)的植物纖維具有更高的韌性[16]；且萊賽爾纖維中原纖間的橫向結(jié)合力較弱，使其可以在濕潤(rùn)條件下通過(guò)機(jī)械處理得到直徑達(dá)數(shù)百微米的原纖[17]。Graupner等[16]在聚乙烯（PP） 和聚乳酸（PLA） 復(fù)合材料中添加原纖化的萊賽爾纖維來(lái)增強(qiáng)復(fù)合材料，PP材料的拉伸強(qiáng)度提高了1.15倍，PLA材料的拉伸強(qiáng)度提升了1.62倍。Silva等[18]使用萊賽爾纖維對(duì)熱固性酚醛樹(shù)脂進(jìn)行增強(qiáng)，使用萊賽爾纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料的沖擊強(qiáng)度達(dá)240 J/m，展現(xiàn)出了良好的力學(xué)性能。Yu等[19]發(fā)現(xiàn)通過(guò)對(duì)萊賽爾纖維進(jìn)行原纖化處理可以使萊賽爾紙的抗張強(qiáng)度提升4倍。因此，加入萊賽爾纖維可以有效增強(qiáng)復(fù)合材料的力學(xué)性能。

聚乙烯醇（PVA） 被廣泛應(yīng)用在紙張制備領(lǐng)域，如作紙張?jiān)鰪?qiáng)劑[20]、表面施膠劑[21]等，是常見(jiàn)的造紙助劑之一。PVA表面的極性羥基可與纖維素纖維表面的羥基形成氫鍵，從而大幅提高紙張的力學(xué)性能[22]。因此，通過(guò)添加PVA，與萊賽爾纖維形成交聯(lián)，可增強(qiáng)萊賽爾細(xì)纖維網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)一步增強(qiáng)PAN過(guò)濾紙板的強(qiáng)度。

本研究使用PAN纖維與不同磨漿程度的萊賽爾纖維混合，添加黏結(jié)劑PVA與助濾劑SiO2，采用濕法成形工藝，制備具有不同孔隙結(jié)構(gòu)的原紙，最后經(jīng)壓榨干燥得到高力學(xué)性能的PAN過(guò)濾紙板。通過(guò)比較過(guò)濾紙板的抗張強(qiáng)度、孔徑分布及濾水性能，分析不同原纖化程度的萊賽爾纖維對(duì)PAN過(guò)濾紙板性能的影響，為高強(qiáng)度、高水通量PAN過(guò)濾紙板的制備提供了參考。

1 實(shí)驗(yàn)

1. 1 材料與試劑

PAN纖維（長(zhǎng)度5 mm的短切纖維），購(gòu)自上海蘭邦工業(yè)纖維有限公司；萊賽爾纖維（長(zhǎng)度4 mm的短切纖維），購(gòu)自?shī)W地利蘭精公司；SiO2顆粒，購(gòu)自青島和域科技有限公司；聚酰胺環(huán)氧氯丙烷（PAE） 溶液，質(zhì)量分?jǐn)?shù)12.5%，購(gòu)自天馬精細(xì)化學(xué)品有限公司；聚乙烯醇（PVA，1799型），購(gòu)自上海阿拉丁生化科技股份有限公司；陽(yáng)離子聚丙烯酰胺（CPAM，相對(duì)分子質(zhì)量8 000 000）、十二烷基苯磺酸鈉（SDBS），購(gòu)自天津大茂化學(xué)試劑廠。

1. 2 萊賽爾纖維原紙的制備

將萊賽爾纖維按質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%分散后，放入PFI磨漿機(jī)中，間距設(shè)置為1 mm，分別磨漿5 000、10 000、20 000、40 000、60 000轉(zhuǎn)后取出備用。將未磨漿纖維與磨漿后的萊賽爾纖維分別命名為L(zhǎng)0、L5k、L1w、L2w、L4w、L6w。

將L0、L5k、L1w、L2w、L4w、L6w分別在水中分散制備漿濃0.1% 的萊賽爾紙漿，加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.6%PAE（相對(duì)于紙張絕干質(zhì)量） 并混合均勻。將制備好的漿料倒入紙樣抄取器（T010-2008，中國(guó)） 中成形，在105 ℃下干燥10 min，得到萊賽爾纖維原紙（紙張定量2 000 g/m2）。

1. 3 過(guò)濾紙板的制備

過(guò)濾紙板的制備流程如圖1所示。將PAN纖維放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.3% 的SDBS 溶液中，在60 ℃下加熱，加熱后清洗。在105 ℃下干燥24 h 后得到清洗后的PAN纖維，備用。

PAN過(guò)濾紙板由PAN纖維、處理后的萊賽爾纖維、SiO2填料組成。PAN纖維與萊賽爾纖維質(zhì)量比為6∶4，纖維與SiO2 填料的質(zhì)量比為1∶2，PVA 質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%（相對(duì)于纖維與填料質(zhì)量總和）。

將SiO2填料添加至漿濃0.1%的萊賽爾紙漿中，在1 000 r/min下充分混合，混合均勻后在漿料中添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)1%的CPAM（相對(duì)于過(guò)濾紙板定量），攪拌均勻后取出備用。將混合后的漿料添加至質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.1%的PAN漿料中，同樣以1 000 r/min充分混合，同時(shí)在其中滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.6%的PAE（相對(duì)于過(guò)濾紙板定量）。混合結(jié)束后，將漿料在?0.08 MPa下抽濾成形，當(dāng)漿料抽干時(shí)，向其表面均勻倒入PVA，抽至表面無(wú)可流動(dòng)的PVA溶液時(shí)取出。將濕紙幅放入壓榨機(jī)中，0.6 MPa壓制5 min，然后在105 ℃下干燥60 min，得到PAN過(guò)濾紙板（紙板定量2 000 g/m2）。添加L0、L5k、L1w、L2w、L4w、L6w的PAN過(guò)濾紙板分別命名為PL0、PL5k、PL1w、PL2w、PL4w、PL6w。

1. 4 測(cè)試與表征

使用掃描電子顯微鏡（SEM，Regulus8100，HI?TACHI，日本） 在3.0 kV的電壓下觀察纖維和過(guò)濾紙板的微觀結(jié)構(gòu)。觀察纖維樣品時(shí)，需將纖維在水中分散，將分散液滴至鋁箔晾干，觀察前噴金90 s。

使用傅里葉變換紅外光譜儀（FT-IR， VEC?TOR22，Bruker，德國(guó)） 在400～4 000 cm?1 的波數(shù)范圍內(nèi)分析樣品的化學(xué)結(jié)構(gòu)。

抗張強(qiáng)度測(cè)試參考GB/T 12914—2018。將制備好的紙板使用標(biāo)準(zhǔn)裁樣器裁成15 mm寬的樣條，每組樣品各取10條，在恒溫恒濕的條件下使用水平電子抗張?jiān)囼?yàn)儀（062/969921，Lamp;W，瑞典） 測(cè)試出紙板的干抗張指數(shù)，抗張指數(shù)計(jì)算見(jiàn)式（1）。

將紙板樣條提前浸泡1 h，浸泡后取出用濾紙吸去樣條表面的水分，放入水平電子抗張?jiān)囼?yàn)儀中測(cè)試，計(jì)算方法同干抗張指數(shù)，測(cè)試出紙板的濕抗張指數(shù)。

將萊賽爾纖維配成30 mg/L的分散液后，使用纖維質(zhì)量分析儀（MorFi Compact，Techpap，法國(guó)） 測(cè)定纖維長(zhǎng)度、粗度、卷曲指數(shù)、扭結(jié)指數(shù)、細(xì)小纖維百分比等纖維形態(tài)參數(shù)。

通過(guò)勻度測(cè)試儀（LAD07， OpTest EquipmentInc，加拿大） 使用透射光源測(cè)試紙板勻度，每種紙板測(cè)試5次，取算數(shù)平均值。

參考GB/T 458—2008使用透氣度儀（166，Lamp;W，瑞典），測(cè)試紙板的透氣度，每種紙板測(cè)試10次，取算數(shù)平均值。

使用全自動(dòng)壓汞儀（Auto Pore Ⅳ，賽默飛，美國(guó)）通過(guò)汞浸入方法測(cè)定紙板孔隙率孔徑分布。

使用實(shí)驗(yàn)室搭建的水通量測(cè)試裝置測(cè)試水通量。將紙板裁剪成直徑4 cm的圓形，放入設(shè)備中，調(diào)節(jié)壓力為0.3 MPa，開(kāi)始計(jì)時(shí)接水。

2 結(jié)果與討論

2. 1 萊賽爾纖維形貌分析

圖2為萊賽爾纖維的SEM圖。由圖2可知，隨著磨漿轉(zhuǎn)數(shù)的增加，萊賽爾纖維從筆直的棒狀逐漸變得卷曲，纖維表面呈現(xiàn)出明顯的原纖化現(xiàn)象。這是由于萊賽爾纖維具有高取向度，原纖之間的橫向結(jié)合力較弱，在濕潤(rùn)條件下對(duì)其進(jìn)行機(jī)械處理易使其從表面分裂出原纖[23]。L6w（圖2（f）） 相比于L0（圖2（a）） 表面分叉的細(xì)小纖維含量大幅度上升，大量細(xì)小纖維纏繞在纖維表面，原纖化纖維的直徑約100～500 nm。磨漿10 000轉(zhuǎn)后，L1w表面出現(xiàn)大量細(xì)小纖維，這些細(xì)小纖維的出現(xiàn)有利于增加萊賽爾纖維的比表面積，從而有利于紙板強(qiáng)度的增加。

表1為萊賽爾纖維形態(tài)分析結(jié)果。由表1可知，萊賽爾原纖的數(shù)均長(zhǎng)度為3.211 mm， 質(zhì)均長(zhǎng)度為3.499 mm，細(xì)小纖維面積百分比為0.01%，分絲帚化指數(shù)為0.083%。隨著打漿度的上升，L6w的數(shù)均長(zhǎng)度與質(zhì)均長(zhǎng)度分別下降至0.185與0.244 mm，細(xì)小纖維長(zhǎng)度百分比從0.4% 上升至17.2%，分絲帚化指數(shù)上升至1.652%。說(shuō)明隨著打漿度的上升，萊賽爾纖維的尺寸減小，纖維表面產(chǎn)生大量微纖，這與圖2 中SEM圖所呈現(xiàn)出的趨勢(shì)相同。與此同時(shí)，隨著打漿度的上升，萊賽爾纖維的扭結(jié)指數(shù)與卷曲指數(shù)逐漸下降。

2. 2 萊賽爾纖維原紙性能分析

圖3為磨漿轉(zhuǎn)數(shù)對(duì)萊賽爾纖維原紙性能的影響。由圖3（a）與圖3（b）可知，隨著磨漿轉(zhuǎn)數(shù)的提升，萊賽爾纖維原紙的抗張指數(shù)均有所上升，且當(dāng)磨漿轉(zhuǎn)數(shù)10 000轉(zhuǎn)后，呈現(xiàn)出上升趨勢(shì)放緩的現(xiàn)象。當(dāng)磨漿60 000 轉(zhuǎn)時(shí)，L6w萊賽爾纖維原紙的干抗張指數(shù)為34.2 N·m/g，濕抗張指數(shù)為2.89 N·m/g。這主要是因?yàn)殡S著磨漿轉(zhuǎn)數(shù)的上升，萊賽爾纖維中的細(xì)小纖維含量逐漸上升，纖維接觸面積增大，從而使得纖維表面暴露的羥基變多，導(dǎo)致氫鍵結(jié)合變多，使得纖維之間的結(jié)合力增加，最終導(dǎo)致紙張強(qiáng)度上升[24]。但由表1可知，隨著磨漿轉(zhuǎn)數(shù)的上升，纖維的長(zhǎng)度大幅變短，纖維的數(shù)均長(zhǎng)度下降至未磨漿纖維的5.9%左右，而短纖維在紙張中無(wú)法有效提供連接作用，會(huì)對(duì)紙張力學(xué)性能產(chǎn)生負(fù)面影響，2種因素的共同作用導(dǎo)致萊賽爾纖維原紙的抗張強(qiáng)度在經(jīng)歷大幅上升的趨勢(shì)后增長(zhǎng)逐漸趨于平緩。

打漿度對(duì)紙張的透氣度有著一定的影響。由圖3（c）可知，隨著磨漿轉(zhuǎn)數(shù)的上升，紙張的透氣度逐步下降，當(dāng)磨漿轉(zhuǎn)數(shù)達(dá)20 000轉(zhuǎn)時(shí)，萊賽爾纖維原紙的透氣度下降至3.84 μm/（Pa·s）。這是由于隨著磨漿轉(zhuǎn)數(shù)的上升，纖維中的細(xì)小纖維含量也隨之上升，相比于未磨漿時(shí)上升了約43倍，而細(xì)小纖維含量上升導(dǎo)致纖維間結(jié)合更為緊密，從而導(dǎo)致萊賽爾纖維原紙的透氣度下降。因此需要選取合適的磨漿轉(zhuǎn)數(shù)從而避免紙板的透氣度過(guò)低。由圖3（d）可知，萊賽爾纖維原紙的勻度隨著磨漿轉(zhuǎn)數(shù)的提升，呈先下降后上升的趨勢(shì)。由表1還可知，由于磨漿轉(zhuǎn)數(shù)較少時(shí)，纖維的卷曲指數(shù)與扭結(jié)指數(shù)明顯高于未打漿纖維與打漿度較高的纖維，從而導(dǎo)致勻度呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢(shì)。

2. 3 PAN過(guò)濾紙板的形貌與結(jié)構(gòu)分析

圖4（a）為PAN過(guò)濾紙板SEM圖。由圖4（a）可知，PAN過(guò)濾紙板由表面較光滑的PAN粗纖維和直徑較細(xì)的萊賽爾纖維交織構(gòu)成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，在纖維之間還填充有助濾劑，三者之間形成的孔隙用于通過(guò)流體介質(zhì)。黏結(jié)劑在纖維之間產(chǎn)生了交聯(lián)的現(xiàn)象，將顆粒和纖維之間連接起來(lái)。

對(duì)添加萊賽爾纖維前后的PAN 過(guò)濾紙板進(jìn)行FT-IR譜圖分析，如圖4（b）所示。由圖4（b）可知，相比于純PAN 紙板，PL6w在1 070 cm?1 處的—CH—伸縮振動(dòng)峰強(qiáng)度大幅增強(qiáng)，1 019 cm?1出現(xiàn)了C—O—H的彎曲振動(dòng)峰，而PAN本身并無(wú)C—O—H，可以發(fā)現(xiàn)通過(guò)添加萊賽爾纖維在這2處的吸收峰變強(qiáng)，說(shuō)明萊賽爾纖維通過(guò)共混成功復(fù)合在紙板中。

2. 4 添加萊賽爾纖維與PVA對(duì)PAN過(guò)濾紙板力學(xué)性能的影響

圖5為添加萊賽爾纖維與PVA 對(duì)PAN 過(guò)濾紙板力學(xué)性能的影響，未添加PVA 的紙板纖維與PL6w相同。由圖5（a）可知，隨著萊賽爾纖維打漿度的提升， PAN 過(guò)濾紙板的抗張強(qiáng)度呈現(xiàn)與萊賽爾纖維原紙同樣上升的趨勢(shì)， 當(dāng)磨漿轉(zhuǎn)數(shù)從0 上升至10 000 轉(zhuǎn)時(shí)，過(guò)濾紙板的抗張強(qiáng)度從0.83 N·m/g 上升至4.12 N·m/g， 上升了約5 倍； 當(dāng)磨漿轉(zhuǎn)數(shù)從10 000 轉(zhuǎn)上升至40 000 轉(zhuǎn)時(shí)，PAN 過(guò)濾紙板抗張強(qiáng)度僅上升至5.97 N·m/g， 當(dāng)轉(zhuǎn)數(shù)上升至60 000 轉(zhuǎn)時(shí)，PAN 過(guò)濾紙板的抗張強(qiáng)度為6.50 N·m/g，上升趨勢(shì)趨于平緩。與萊賽爾纖維原紙?jiān)鰪?qiáng)的原因類似， 隨著磨漿轉(zhuǎn)數(shù)的上升， PAN 過(guò)濾紙板中的萊賽爾細(xì)小纖維含量逐漸上升，接觸面積增大，從而使得纖維表面暴露的羥基變多，導(dǎo)致氫鍵結(jié)合增加，纖維之間的結(jié)合力增強(qiáng)[24]，但又由于纖維長(zhǎng)度隨著磨漿轉(zhuǎn)數(shù)增加而減短，引起紙張力學(xué)性能的降低，從而呈現(xiàn)出紙板抗張強(qiáng)度先大幅上升后變緩的現(xiàn)象。由圖4（a）可知，通過(guò)向PAN 過(guò)濾紙板添加磨漿后的萊賽爾纖維， PAN 纖維表面出現(xiàn)了大量由萊賽爾纖維交織而成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，以連接PAN 纖維與萊賽爾纖維。因此細(xì)小纖維的增多使得紙板中可以形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的纖維增多，從而使得PAN 過(guò)濾紙板的強(qiáng)度得到提升。由圖5（b）可知，通過(guò)添加PVA，PAN過(guò)濾紙板的抗張指數(shù)得到了顯著提升。PVA 可以與纖維素[25]、二氧化硅[26]之間產(chǎn)生氫鍵作用，從而產(chǎn)生交聯(lián)。由圖5（c）和圖5（d）可知，添加PVA 后其在萊賽爾纖維之間產(chǎn)生了交聯(lián)，使得纏繞在PAN 纖維表面的萊賽爾纖維網(wǎng)絡(luò)中形成了大量網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，使添加PVA 后的PAN 過(guò)濾紙板比未添加PVA 的PAN 過(guò)濾紙板的機(jī)械性能得到大幅度的上升。

2. 5 添加萊賽爾纖維與PVA對(duì)PAN過(guò)濾紙板孔隙的影響

由于PL0與PL5k的機(jī)械強(qiáng)度過(guò)低，因此樣品的孔隙率與孔徑分布測(cè)試從磨漿10 000轉(zhuǎn)開(kāi)始測(cè)試。圖6為添加萊賽爾纖維與PVA對(duì)PAN過(guò)濾紙板孔隙結(jié)構(gòu)的影響，未添加PVA的紙板組成纖維與PL6w相同。由圖6（a）和圖6（b）可知，隨著磨漿轉(zhuǎn)數(shù)的提升，PAN過(guò)濾紙板的孔隙率有所下降，在孔徑10 000～100 000 nm的范圍內(nèi)，孔隙數(shù)量呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，這主要是PAN過(guò)濾紙板中細(xì)小纖維含量增加，導(dǎo)致PAN過(guò)濾紙板纖維之間結(jié)合變得更加緊密，從而導(dǎo)致孔徑數(shù)量下降。隨著磨漿轉(zhuǎn)數(shù)的增加，孔隙率的下降速度也呈現(xiàn)出加快的趨勢(shì)，當(dāng)磨漿轉(zhuǎn)數(shù)從10 000轉(zhuǎn)上升至40 000轉(zhuǎn)時(shí)，孔隙率僅從90%下降至88%，但當(dāng)磨漿轉(zhuǎn)數(shù)升至60 000轉(zhuǎn)時(shí)，孔隙率則下降至78%。由圖6（c）和圖6（d）可知，添加PVA后，過(guò)濾紙板的孔隙率有所下降，但降幅較小，由圖5（b）可知，浸漬PVA主要黏結(jié)在萊賽爾細(xì)小纖維之間，并未出現(xiàn)大面積成膜的現(xiàn)象。濾紙?zhí)砑覲VA后孔徑出現(xiàn)小幅度下降的趨勢(shì)。

2. 6 添加萊賽爾纖維與PVA對(duì)PAN過(guò)濾紙板水通量的影響

PAN 過(guò)濾紙板的水通量測(cè)試從磨漿5 000 轉(zhuǎn)開(kāi)始。圖7為添加萊賽爾纖維與PVA對(duì)PAN過(guò)濾紙板水通量的影響。由圖7（a）可知，隨著磨漿轉(zhuǎn)數(shù)的提升，PAN過(guò)濾紙板的水通量呈現(xiàn)出下降速度逐漸加快的趨勢(shì)，在磨漿轉(zhuǎn)數(shù)從10 000轉(zhuǎn)上升至40 000轉(zhuǎn)時(shí)，PAN 過(guò)濾紙板的水通量由1 323 L·m2/min 下降至599 L·m2/min，但當(dāng)磨漿轉(zhuǎn)數(shù)達(dá)60 000 轉(zhuǎn)時(shí)，由于孔隙率的下降，PAN過(guò)濾紙板的水通量急劇下降至30 L·m2/min，水通量下降原因與孔徑數(shù)量下降原因類似，因此使用萊賽爾纖維增強(qiáng)PAN 過(guò)濾紙板時(shí)，萊賽爾纖維的打漿度不宜過(guò)高，避免對(duì)PAN過(guò)濾紙板的通量造成影響。由圖7（b）可知，添加PVA后PAN過(guò)濾紙板的水通量出現(xiàn)了小幅度的下降，結(jié)合圖5（a）與圖5（b）可知，這是由于添加PVA 后，小部分PVA在PAN過(guò)濾紙板中成膜，從而堵塞了PAN過(guò)濾紙板的部分孔洞，導(dǎo)致PAN過(guò)濾紙板的水通量下降。

3 結(jié)論

本研究成功制備出了添加原纖化萊賽爾纖維的增強(qiáng)聚丙烯腈（PAN） 過(guò)濾紙板。探討了原纖化的萊賽爾纖維與聚乙烯醇（PVA） 對(duì)PAN 過(guò)濾紙板抗張強(qiáng)度、孔隙率、孔徑分布、水通量的影響。通過(guò)對(duì)PAN過(guò)濾紙板的力學(xué)性能測(cè)試可知，添加原纖化的萊賽爾纖維對(duì)PAN過(guò)濾紙板的力學(xué)性能呈現(xiàn)出顯著的影響，其形成的細(xì)纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)使得PAN過(guò)濾紙板的抗張指數(shù)呈現(xiàn)出7.83倍的提升。添加高原纖化的萊賽爾纖維對(duì)PAN過(guò)濾紙板的孔隙率、水通量有著一定的負(fù)面影響。當(dāng)磨漿轉(zhuǎn)數(shù)從10 000轉(zhuǎn)升至40 000轉(zhuǎn)時(shí)，PAN過(guò)濾紙板的水通量由1 323 L·m2/min下降至599 L·m2/min，孔隙率由90%下降至88%，下降速度較為緩慢，但當(dāng)轉(zhuǎn)數(shù)到60 000轉(zhuǎn)時(shí)，水通量下降至30 L·m2/min，同時(shí)孔隙率下降至78%，降幅增大。因此，結(jié)合抗張指數(shù)、孔隙率與水通量來(lái)看，當(dāng)磨漿轉(zhuǎn)數(shù)處于40 000轉(zhuǎn)時(shí)，PAN過(guò)濾紙板的性能較佳。

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（責(zé)任編輯：宋佳翼）