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溶液喷射纺丝(Solution Blowing)技术是一种融合了熔喷技术和干法纺丝技术特点的新型纳米纤维制备技术,具有原料适应性广、操作简单安全、易规模化生产等优点,具备良好的发展前景。目前,相关研究主要围绕纺丝成形原理、纤维结构与性能以及新材料开发等方面展开。然而,对宏量制备纳米纤维技术的工业化探索和产品开发相对较少。本文基于课题组前期对溶液喷射纺丝技术的研究,自行设计制造了溶液喷射纺丝中试试验机,并通过纺丝验证实验,优化了试验机的设备结构和参数,实现纳米纤维的连续化宏量生产。利用自制的溶液喷射纺丝中试试验机,采用单因素分析实验和BBD实验设计,探究了纺丝工艺参数及其交互作用对聚丙烯腈(PAN)纤维形态和孔径的影响规律,建立了 PAN纳米纤维膜平均孔径、纤维直径和纺丝工艺参数的关系;同时研究了 PAN纳米纤维膜的空气过滤性能,开发三层复合的PAN纳米纤维膜空气过滤材料。结果表明:纺丝工艺参数对纤维形态均会产生影响,其中,纤维直径主要受到纺丝液浓度,牵伸风压,进液速度的影响;感应电压主要影响纤维分布的均匀性;纤维膜的平均孔径则主要受到牵伸风压和感应电压的影响。通过调控纺丝工艺参数能有效的控制PAN纳米纤维的宏量生产;所生产的复合PAN纳米纤维膜在消除静电后,对0.4 μm的DEHS粒子具有99.923%的过滤效率和117Pa的压降。针对目前市场对高效高温过滤材料的迫切需求,开发了溶液喷射纺PMIA纳米纤维过滤材料;采用单因素分析实验,采用单因素分析实验,研究纺丝工艺参数对PMIA纳米纤维膜孔径和纤维直径的影响以及不同克重PMIA纳米纤维膜高温过滤性能的影响。结果表明:纺丝液浓度和感应电压影响纤维分布和纤维形态,纺丝液浓度和牵伸风压对纤维直径影响显著,感应电压和纺丝液浓度对纤维膜的平均孔径影响显著;该技术实现了 PMIA纳米纤维膜的宏量生产,扩大了中试试验机宏量生产纳米纤维的范围。在消除静电后,当PMIA纤维膜克重为2 g/m2时,其过滤效率为72.9%,压降为18.15 Pa;当纤维膜克重达到11 g/m2时,其过滤效率可以达到99.787%,压降为131.1 Pa。同时,柔性PMIA纳米纤维膜在278.2 ℃以下保持稳定的热力学性能,满足了应用于高温过滤材料的基本要求。