[發明專利]一種具有納米纖維層復合功能膜的制備方法及其裝置

無效

• 申請號: 201210031881.4
• 申請日: 2012-02-13
• 公開（公告）號: CN102560896A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 朱利民;孫曉竹;申夏夏
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: D04H1/728
• 分類號: D04H1/728;D04H1/44;D01D5/00;D01F1/10
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所 31233
• 代理人: 宋纓;孫健

技術領域

本發明涉及復合功能膜的制備技術領域，特別是涉及一種具有納米纖維層復合功能膜的制備方法及其裝置。

背景技術

靜電紡絲是一種自上而下(top-down)的納米制造技術，通過外加電場力克服噴頭尖端液滴的液體表面張力和粘彈力而形成射流，在靜電斥力、庫侖力和表面張力共同作用下，被霧化后的液體射流被高頻彎曲、拉延、分裂，在幾十毫秒內被牽伸千萬倍，經溶劑揮發或熔體冷卻在接收端得到納米級纖維。該技術工藝過程簡單、操控方便、選擇材料范圍廣泛、可控性強、并且可以通過噴頭設計制備具有微觀結構特征的納米纖維，被認為是最有可能實現連續納米纖維工業化生產的一種方法，具有良好的前景預期。但電紡得到的初生纖維結構尚不穩定，超分子結構序態較低，經過拉伸和熱定型加工，其物理機械性能仍不能滿足紡織加工的要求，很難單獨使用，即使做過濾材料，也常常需要與其他材料復合，以加強其結構。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種具有納米纖維層復合功能膜的制備方法及其裝置，使得制備具有納米纖維層復合功能膜更為簡單易行，能有效控制表面纖維層的厚度及均勻性，容易實現規?；a的操作，并且所制備的復合功能膜可在化工、醫藥、生物等多領域得到應用。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：提供一種具有納米纖維層復合功能膜的制備方法，包括以下步驟：

(1)將第一聚合物在螺桿擠出機中熔化混合進入紡絲泵，然后從噴絲板擠出冷卻成絲，利用高速氣流對纖維加速拉伸，分絲后通過機械或氣流控制長絲均勻地鋪到成網簾上，形成無紡布；

(2)將第二聚合物和功能組份溶于溶劑配置成紡絲液，在靜電場作用下，紡絲液從電紡裝置的噴絲口中噴出，在帶有相反電荷接受裝置的吸引下，噴射到由第一聚合物制成的無紡布上，得到納米纖維層復合功能膜。

所述步驟(2)后還包括將納米纖維層復合功能膜用復合機進行熱軋，得到熱軋定形的復合膜材料。

所述第一聚合物為丙綸、滌綸、錦綸、粘膠纖維、腈綸、維綸、棉、羊毛、苧麻中的一種。

所述第二聚合物為錦綸、聚酰胺、聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙酸乙二醇酯、聚丙烯晴、聚氧化乙烯、聚乙烯醇、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚乙烯酚、聚乳酸、聚己內酯、聚乙烯比咯烷酮、醋酸纖維中的一種。

所述功能組份為納米金屬粒子、碳納米管、催化劑、抗生素、免疫抑制劑、抗菌劑、激素、維生素、麻醉藥物、止血藥物、鎮痛藥物、降壓藥物中的一種。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：還提供一種具有納米纖維層復合功能膜的制備裝置，包括紡粘法模塊和電紡模塊，所述紡粘法模塊和電紡模塊下方均放置有環形拖網帶，其中，位于電紡模塊下方的環形拖網帶下還設有接地的金屬網；所述紡粘法模塊包括螺桿擠壓機和紡絲組件；所述螺桿擠壓機的出口與所述紡絲組件的入口相連；所述電紡模塊包括貯液池和支架；所述支架在驅動裝置帶動下做與所述環形拖網帶輸送方向垂直的往復移動；所述貯液池的出料口與支架內的導管相連；所述支架下側設有與支架內導管相連通的多噴頭系統；所述多噴頭系統與靜電發生器相連，并與所述金屬網相對。

所述電紡模塊下方的環形拖網帶與復合機入口相接。

所述多噴頭系統置于環形拖網帶上側15-30cm處；所述金屬網平行放置在環形拖網帶下側5-20cm。

所述多噴頭系統為線性排布、圓形排布、多邊形排布或多維排布。

所述多噴頭系統為線性排布時，所述線性排布多噴頭系統不少于5排，每排噴頭數不少于5個，噴頭之間的間距為5-10cm。

所述螺桿擠壓機與紡絲組件之間還設有第一計量泵；所述貯液池的出料口還與第二計量泵的入料口相連；所述第二計量泵的出料口與支架內的導管相連。

有益效果

由于采用了上述的技術方案，本發明與現有技術相比，具有以下的優點和積極效果：本發明所提供的技術方案可以簡單高效地制備具有納米纖維膜層的非織造布，通過電紡工藝控制表面層的形貌、厚度、孔隙率等，通過添加功能組份賦予復合膜不同功能，如釋藥、抗菌、防輻射等。

附圖說明

圖1是本發明的總體結構示意圖；

圖2是本發明的紡粘法模塊示意圖；

圖3是本發明的電紡模塊示意圖；

圖4是線性排布電紡模塊的結構示意圖。

具體實施方式