[發明專利]一種微米纖維/納米纖維復合駐極過濾材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201710682966.1
• 申請日: 2017-08-10
• 公開（公告）號: CN107469466B
• 公開（公告）日: 2019-11-08
• 發明（設計）人: 丁彬;廖亞龍;李玉瑤;趙興雷;蔣攀;印霞;俞建勇
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: B01D39/14
• 分類號: B01D39/14;D01D5/00;D01D13/00;D04H3/005;D04H3/033
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 翁若瑩;柏子雵

1.一種微米纖維/納米纖維復合駐極過濾材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)將駐極體材料均勻分散于溶劑中，形成分散液，超聲攪拌0.5～2h后，將不同重均分子量的聚合物加入到相應的溶劑中，封口后用磁力攪拌裝置連續攪拌3～18小時或封口后放入0～100℃的水浴鍋中進行加熱攪拌，最終制備成穩定、均勻且具有一定濃度，質量百分比濃度為1～40％的聚合物紡絲液A和聚合物紡絲液B，分別用于制備納米纖維層和微米纖維層；

2)將制備好的聚合物紡絲液A和聚合物紡絲液B分別通過供液裝置吸入噴絲模塊中，在靜電紡絲過程中通過環形梯度溶劑蒸汽快速去除裝置，采用雙區域隔離紡絲控制技術在接收基材上一步成型獲得兼具微米纖維和納米纖維的三維結構復合駐極過濾材料，所述復合駐極過濾材料中微米纖維及納米纖維層中均分布有駐極體材料，其中靜電紡絲的工藝條件為：電壓20～100kV，接收距離5～100cm，灌注速度0.05～10mL/h，溫度0～40℃，相對濕度10～90％；

所述環形梯度溶劑蒸汽快速去除裝置包括排氣風機、環形排氣分管、排氣主管以及溶劑蒸汽回收裝置，排氣風機的排風量大小由變頻器調節，排氣風機與環形排氣分管相通，環形排氣分管通過絕緣支架固定在紡絲模塊內，環形排氣分管上開有小孔，且小孔的開孔大小可調節，排氣分管通過排氣延伸管道與排氣主管的一端相連，排氣主管布置在紡絲模塊下方，排氣主管的上方開有百葉窗，排氣主管的另一端通過排氣延伸管道通向溶劑蒸汽回收裝置；

所述環形排氣分管的環形為圓形、橢圓形、矩形、正六邊形中的一種或組合；

所述環形排氣分管以紡絲區域的正中心為原點環環布置，紡絲區域面積為S，S>6.4m²，環形排氣分管根數為a，相鄰環形排氣分管距離為b，5cm<b<30cm。

2.根據權利要求1所述的一種微米纖維/納米纖維復合駐極過濾材料的制備方法，其特征在于，所述排氣風機的排風量大小為0-2000m³/min，變頻器頻率為0～100Hz。

3.根據權利要求1所述的一種微米纖維/納米纖維復合駐極過濾材料的制備方法，其特征在于，所述環形排氣分管外徑為R，3cm<R<8cm，內徑為r，2.5cm<r<7.5cm，環形排氣分管上開的小孔為圓形，開孔大小通過閥門調節，開孔面積為s，0<s<12cm²；

所述環形排氣分管上開孔數量N_i(i＝1,2,3,…,a)的分布從內向外依次遞增，滿足條件：N_i＝iN₁(i＝1,2,3,…,a)。

4.根據權利要求1所述的一種微米纖維/納米纖維復合駐極過濾材料的制備方法，其特征在于，所述的駐極體材料為羥基磷灰石、聚四氟乙烯、氮化硅、二氧化硅、勃姆石、三氧化二鋁、氧化鋅、氧化鋇、二氧化鈦、五氧化二鉭、鈦酸鋇、鋯鈦酸鉛、電氣石和倍半硅氧烷中的一種，粒徑為0.05～2μm，濃度為0.01～2wt％。

5.根據權利要求1所述的一種微米纖維/納米纖維復合駐極過濾材料的制備方法，其特征在于，所述接收基材的材質為聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯/聚乙烯、聚氯乙烯、纖維素、聚丙烯腈、聚酰胺、聚酯、金屬絲、碳纖維或玻纖，克重為30～200g/m²，孔徑尺寸為1～800μm。

6.根據權利要求1所述的一種微米纖維/納米纖維復合駐極過濾材料的制備方法，其特征在于，所述雙區域隔離紡絲控制技術即通過兩個互相獨立的紡絲區間分別制備納米纖維和微米纖維。

7.根據權利要求6所述的一種微米纖維/納米纖維復合駐極過濾材料的制備方法，其特征在于，所述互相獨立的紡絲區間利用有機玻璃板隔開，紡絲區間總長度>3m，寬度>1m，高度>1.5m。