[發明專利]一種耐穿刺纖維復合膜及其制備方法

有效

• 申請號: 202010417382.3
• 申請日: 2020-05-18
• 公開（公告）號: CN111691069B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 魏真真;郭雪松;黃慧琴;趙燕;潘志娟
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: D04H1/728
• 分類號: D04H1/728;D04H1/43;D04H1/4318;D04H1/435;D04H1/44;D04H1/64;D04H1/593;D04H1/413;D04H1/4374
• 代理公司: 上海統攝知識產權代理事務所(普通合伙) 31303
• 代理人: 杜亞

本發明涉及一種耐穿刺纖維復合膜及其制備方法，耐穿刺纖維復合膜由至少2層纖維復合膜層合而成；所述纖維復合膜是纖維上固著有無機顆粒和粘性物質的聚合物納米纖維膜；耐穿刺纖維復合膜中相鄰兩層纖維復合膜的孔隙的平均孔徑不相等，且無機顆粒含量不相等；制備方法為：將至少2張聚合物納米纖維膜各自浸泡于不同無機顆粒濃度的粘性物質水溶液中，取出干燥后熱壓層合即得耐穿刺纖維復合膜；所述聚合物納米纖維膜經靜電紡絲制備。本發明的制備方法，工藝簡單，原材料來源廣泛，具有良好的經濟效益；本發明制得的耐穿刺纖維復合膜的耐穿刺性能優越，極具應用前景。

技術領域

本發明屬織物防護技術領域，涉及一種耐穿刺纖維復合膜及其制備方法。

背景技術

靜電紡絲加工制備的聚合物納米纖維膜如聚酯、聚丙烯腈等，具有納米級纖維微米級孔徑的特點，使得纖維膜具有良好的透氣性和柔軟性，在醫用衛生、空氣過濾等方面應用廣泛。然而，同擠壓吹塑成膜制備的薄膜相比，因纖維密度較低以及膜孔徑較大的原因，這些納米纖維膜的耐穿刺性能較差，因而限制了納米纖維膜在包裝、服用、防護等領域的應用。因此，提高聚合物納米纖維膜的耐穿刺性能能夠拓寬高分子經靜電紡絲工藝制備成膜材料的應用領域。

目前提高包裝膜或織物耐穿刺能力的方法有兩種：一是采用具有高剪切強度、耐沖擊和高模量的高性能材料，如對位芳族聚酰胺和超高分子量聚乙烯，但這些材料成本較高，加工生產要求較高，不利于經濟性生產；另一種是通過多層薄膜或織物進行層壓復合形成。CN104691071A公布了將不同的聚乙烯材料利用三層共擠出機擠出形成的耐穿刺的包裝膜，但層層之間的粘結力不強，易產生分層現象；CN105313412A公開了由7層復合材料復合而成的聚酰胺防穿刺包裝膜，雖每兩層之間由一層粘結膜粘結，但膜的透氣性能變差；CN104277409A公布了將芳綸和玻璃纖維、樹脂、納米陶瓷粉、交聯劑等一起混入密煉機經壓膜成型機制備的一種防刺穿材料，雖由有高性能纖維與無機顆粒的復合穿刺能力得到很大提升，但膜的透氣性較差；CN109835034A公布了將多層聚烯烴無紡布浸泡在水性粘合劑中取出干燥再層壓形成輕薄的防刺無紡布，雖能夠保持無紡布的輕薄透氣同時避免分層現象，但因缺乏硬度和模量更高的無機物質，無紡布的耐穿刺性能提升有限。

因此，開發一種既能有效提高通用高分子納米纖維膜的耐穿刺性能，又不影響其透氣性的制備方法極具現實意義。

發明內容

本發明的目的是解決通用高分子材料經靜電紡絲加工制備的納米纖維膜耐穿刺性能不高的問題，同時在不影響納米纖維膜透氣性的前提下能夠避免多層纖維膜的分層現象，提供一種耐穿刺性能優良的納米纖維復合膜及其制備方法。本發明是將每層有機納米纖維膜與無機納米顆粒通過粘結劑實現有機無機的復合，有機納米纖維具有較好的柔性，無機顆粒則具有更高的模量和硬度，兩者的復合在力學強度和斷裂伸長等性能上可以相互補充，粘結劑中的組分是有機粘結劑和無機粘結劑的混合組分，能夠保證有機纖維和無機顆粒間的粘結強度；本發明中每層纖維復合膜的平均孔徑與納米顆粒含量不同，且層與層之間也有粘結劑粘合，使得每層纖維膜體現的力學性能不同，對外來刺穿物的防刺能力不同，當將不同層的纖維復合膜層合后，形成的多層復合膜在阻礙外來物質穿刺時沿厚度方向穿刺力是會逐漸被纖維復合膜抵消，每層受到的力相對更加緩和；即本發明制備的多組分多層次纖維復合膜，能夠顯著提高纖維膜的耐穿刺性能。

本發明的目的之一是提供一種耐穿刺纖維復合膜，是無機顆粒增強有機納米纖維膜防穿刺能力，并且是多層的不同平均孔徑、不同無機顆粒含量的納米纖維膜的結構。

本發明的目的之二是提供一種耐穿刺纖維復合膜的制備方法，將不同孔徑的納米纖維膜在不同濃度的無機顆粒懸濁液中浸泡，并通過粘性材料將無機顆粒粘附在納米纖維膜的孔徑中的纖維表面，同時也將纖維膜層與層之間粘合起來。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案如下：