[發明專利]一種多組分網狀納米纖維膜的制備方法

有效

• 申請號: 201410061970.2
• 申請日: 2014-02-24
• 公開（公告）號: CN103806221A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 丁彬;張世超;翟云云;毛雪;陳坤;俞建勇
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: D04H1/4382
• 分類號: D04H1/4382;D04H1/728;D01D1/02;D01D5/00
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩

1.一種多組分網狀納米纖維膜的制備方法，其特征在于，具體步驟為：

第一步：將間位芳綸纖維、鹵鹽與有機溶劑以質量比1∶0.004-0.4∶2.996-18.6進行混合并打漿，攪拌配制間位芳綸溶液；

第二步：將功能性高分子聚合物與溶劑以質量比1∶5.4-98.99進行混合，加入納米顆粒，加熱攪拌配制功能性高分子溶液；功能性高分子溶液中納米顆粒的質量分數為0.01％-5％；

第三步：將第一步得到的間位芳綸溶液與第二步得到的功能性高分子溶液按質量比1∶0.05-0.5進行滴加混合，超聲處理獲得紡絲溶液；

第四步：在室溫20-30℃及相對濕度20％-70％的條件下，將所述紡絲溶液進行靜電紡絲，獲得以普通納米纖維為支架的多組分網狀納米纖維膜。

2.如權利要求1所述多組分網狀納米纖維膜的制備方法，其特征在于，所述第一步中的混合為先將有機溶劑與鹵鹽混合形成穩定的離子液體溶劑體系，然后加入芳綸纖維；第一步中的打漿是指在室溫下利用實驗分散砂磨機以3000-8000rpm的轉速分散5-20min；第一步中的攪拌是指在溫度為20-100℃下用磁力攪拌器以20-200rpm的轉速攪拌1-10h。

3.如權利要求1所述多組分網狀納米纖維膜的制備方法，其特征在于，所述第二步中的加熱攪拌為在40-100℃下用磁力攪拌器以20-200rpm的轉速攪拌5-24h。

4.如權利要求1所述多組分網狀納米纖維膜的制備方法，其特征在于，所述第三步中的滴加混合是指室溫20-200rpm轉速攪拌下將功能性高分子溶液以1-5秒/滴的速度滴入間位芳綸溶液；第三步中的超聲處理的超聲頻率為40-60kHz，超聲處理時間為1-5h；第三步中的紡絲溶液的電導率為100-1500mS/m，粘度為300-10000cp。

5.如權利要求1所述多組分網狀納米纖維膜的制備方法，其特征在于，所述第四步中的靜電紡絲是指在靜電紡絲設備的輔助下將紡絲溶液以0.1-10mL/h的流速進行灌注，同時于噴絲頭處施加10-60kV的高壓電進行紡絲，接收裝置為接地的金屬板，接收裝置與噴絲口間的距離為5-30cm，接收基材為鋁箔、銅網、濾紙或無紡布。

6.如權利要求1所述多組分網狀納米纖維膜的制備方法，其特征在于，所述鹵鹽為氯化鋰、氯化鈣、溴化鋰、溴化鈉、溴化鈣和溴化鉀中的任意一種或幾種的混合物；所述第一步中的有機溶劑為N，N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基乙酰胺、四氫呋喃、二甲基亞砜和丙酮中的任意一種或幾種的混合物。

7.如權利要求1所述多組分網狀納米纖維膜的制備方法，其特征在于，所述功能性高分子聚合物為聚偏氟乙烯、聚氨酯、聚砜、聚環氧乙烯、聚對苯二甲酸丙二醇酯、尼龍、聚丙烯腈、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯醇、聚丙烯酸和殼聚糖中的任意一種或幾種的混合物；所述第二步中的溶劑為N，N-二甲基甲酰胺、甲酸、水、乙酸、二氯甲烷、N，N-二甲基乙酰胺、四氫呋喃、三氟乙酸、三氯甲烷、N-甲基吡咯烷酮、乙醇、丙酮、正丁醇、異丁醇、六氟異丙醇、二甲苯、四氯化碳、二甲基亞砜、吡啶、溴苯、苯甲醚、鄰苯二甲酸和異丙醇中的任意一種或幾種的混合物；納米顆粒為氧化鋯、氧化硅、氧化鈦、氧化鋁、氧化銅和銀納米顆粒中的任意一種或幾種的混合物，納米顆粒的粒徑為5-50nm。

8.如權利要求1～7中任一項多組分網狀納米纖維膜的制備方法，其特征在于，所述普通納米纖維是指間位芳綸納米纖維、功能性高分子納米纖維以及由間位芳綸與功能性高分子共同形成的雜化納米纖維，纖維平均直徑為100nm-1μm。

9.如權利要求1～7中任一項多組分網狀納米纖維膜的制備方法，其特征在于，所述多組分網狀納米纖維膜中多組分網狀纖維具有二維網狀結構，包含間位芳綸網狀納米纖維、功能性高分子網狀納米纖維以及由間位芳綸與功能性高分子共同形成的雜化網狀納米纖維，網狀納米纖維平均直徑為5-20nm，網狀結構在纖維膜中的覆蓋率達95％以上。

10.如權利要求1～7中任一項多組分網狀納米纖維膜的制備方法，其特征在于，所述多組分網狀納米纖維膜的拉伸強度達到100-2000MPa。