[發(fā)明專利]高效低阻多層結構靜電紡絲納米纖維復合膜的制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810156617.0
• 申請日: 2018-02-24
• 公開（公告）號: CN108452690A
• 公開（公告）日: 2018-08-28
• 發(fā)明（設計）人: 符思敏;費輝;王龍
• 申請（專利權）人: 符思敏
• 主分類號: B01D71/68
• 分類號: B01D71/68;B01D71/64;B01D71/48;B01D71/44;B01D71/36;B01D71/34;B01D71/30;B01D67/00;D01D5/00;D04H1/728
• 代理公司: 常州金之壇知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 32317
• 代理人: 周祥生

本發(fā)明公開了一種高效低阻多層結構靜電紡絲納米纖維復合膜及制備方法。多層結構靜電紡絲納米纖維復合膜，由基材、納米纖維層和保護材料復合而成，其中，納米纖維層由三層納米纖維構成。本發(fā)明同時公開了多層結構靜電紡絲納米纖維復合膜的制備方法，對紡絲液配方及紡絲工藝進行改進，克服現(xiàn)有技術及產(chǎn)品的不足，通過線型電極靜電紡絲的方法，簡單、高效制備過濾效率高、阻力壓降低、機械性能良好的空氣過濾產(chǎn)品，具有較大的應用和產(chǎn)業(yè)化價值。

發(fā)明領域

本發(fā)明涉及功能性納米纖維材料領域，尤其涉及一種高效低阻多層結構靜電紡絲納米纖維復合膜的制備方法。

背景技術

隨著科技的進步，空氣過濾器應用十分廣泛，如微電子、光磁技術、生物工程、電子器械、精密儀器、航空航天、食品工業(yè)、化妝品工業(yè)、制藥工業(yè)等高新技術產(chǎn)業(yè)，隨著企業(yè)自身的需要、政府對潔凈場所日益嚴格的審核、藥業(yè)新版GMP的實施、對食品安全的重視，這些行業(yè)的潔凈工程需求會進一步擴大，使?jié)崈羰沂袌龈拥亩鄻踊瑫r不潔凈的空氣對人們的身體健康造成了巨大的威脅，因此，不管是工業(yè)還是民用上，都需要具備高效、低阻等優(yōu)點的空氣過濾器。傳統(tǒng)的空氣過濾材料，如玻璃纖維、熔噴纖維、紡粘纖維，生產(chǎn)工藝成熟、過濾性能優(yōu)良等優(yōu)點，占據(jù)市場主導地位。但傳統(tǒng)纖維材料因直徑較大導致性能存在缺陷，往往通過駐極處理或者增加材料克重提升過濾效率，相應地使阻力壓降高居不下，使用過程中能耗大幅增加且?guī)戆踩[患，同時限制了其在特殊條件下(如高溫高濕)的應用。通過靜電紡絲技術制備直徑較小地納米纖維得到了大量的研究，但一直未能有較好的實用性，存在堆積密度高、力學性能較差，且材料成型效果不佳(如過濾效率偏低、納米纖維層易損壞)等缺點。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種高效低阻多層結構靜電紡絲納米纖維復合膜的制備方法，通過引入多壁碳納米管和不同類別的高分子聚合物，在提升納米纖維膜過濾性能的同時，增強其力學性能。并利用線型電極靜電紡絲的方法，制備多層結構靜電紡絲納米纖維復合膜，即將基材、納米纖維層和保護材料復合成一種新型的過濾材料，簡單、高效，且制備得到的產(chǎn)品過濾效率高、阻力壓降低、機械性能良好，具有較大的應用和產(chǎn)業(yè)化價值。

一種高效低阻多層結構靜電紡絲納米纖維復合膜的制備方法，制備步驟如下：

1)將干燥的高分子聚合物1加入到溶劑A中，在80℃密閉條件下均勻攪拌，使其充分溶解，溶液呈無色透明液體，得到質量百分比濃度為10％～25％的高分子聚合物1溶液；

2)將干燥的高分子聚合物1與表面改性后MWCNTs的分散液，依次加入到溶劑B中，在80℃密閉條件下均勻攪拌，使其充分溶解，得到MWCNTs質量百分比濃度為0.05％～0.3％、高分子聚合物2質量百分比濃度為5％～10％的MWCNTs/高分子聚合物2溶液；

3)以步驟1)中得到的高分子聚合物1溶液為紡絲液A，通過線型電極靜電紡絲的方法，在成卷的基材上紡一層納米纖維，納米纖維層的克重為10～100g/m²，得到納米纖維基材A；

4)以步驟2)中得到的MWCNTs/高分子聚合物2溶液為紡絲液B，通過線型電極靜電紡絲的方法，在步驟3)的基礎上在納米纖維基材A上再紡一層納米纖維，納米纖維層的克重為10～100g/m²，得到納米纖維基材B；

5)以步驟1)中得到的高分子聚合物1溶液為紡絲液A，通過線型電極靜電紡絲的方法，在步驟4)的基礎上在納米纖維基材B上再紡一層納米纖維，納米纖維層的克重為10～100g/m²，得到納米纖維基材C；

6)將步驟5)得到的納米纖維基材C與保護材料貼合，并施加1.5～2.0MPa壓力進行熱處理，從而制成高效低阻多層結構靜電紡絲納米纖維復合膜。

所述方法中的溶劑A為N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮中的一種。