[發明專利]一種生物基尼龍56納米纖維膜的制備方法與應用

在審

• 申請號: 202010617369.2
• 申請日: 2020-06-30
• 公開（公告）號: CN111748909A
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 郝新敏;郭亞飛;梁高勇;李茂輝;閆金龍;喬榮榮
• 申請（專利權）人: 軍事科學院系統工程研究院軍需工程技術研究所
• 主分類號: D04H1/4334
• 分類號: D04H1/4334;D04H1/728;D06M11/56;D06M11/65;D06M11/155;D06M11/60;B01D39/16;B01D69/12;B01J20/28;B82Y30/00;B82Y40/00;C02F1/28;C02F1/44;D06M101/
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙靜

本發明公開了一種生物基尼龍56納米纖維膜的制備方法與應用。該方法是以生物基尼龍切片為原料，經過靜電紡絲制備纖維直徑小于150nm，拉伸強度7?20MPa的生物基尼龍56納米纖維膜，并通過物理與化學方法對該納米纖維膜改性，得到纖維表面覆蓋有牢固的且纖維直徑小于350nm，拉伸強度7?25MPa的多層次無機納米晶體的有機?無機復合納米纖維膜。本發明制備的納米纖維膜，具有高效的吸附能力，良好的力學性、穩定性和耐用性，并且易于回收再利用。本發明制備的納米纖維膜可在防護服裝、防護用品、過濾材料、組織工程、藥物傳輸、傳感器、催化劑等領域應用。

技術領域

本發明屬于化工領域，具體涉及一種可作為過濾材料的生物基尼龍56納米纖維膜的制備方法與應用。

背景技術

隨著科技和社會的不斷發展，人們對自然界的認識越來越深入，開始逐漸的從單一的宏觀世界慢慢的轉向微觀世界。而納米科技的風生水起便是這一轉變的一個重要體現。于1900年在美國巴爾的摩召開的第一屆關于納米科技的國際性會議表明了納米時代的到來，并預示著納米科技進入了高速發展的時期。納米級材料在光學、熱學、電學、磁學、力學以及化學等很多方面的性質優于傳統材料。

納米纖維是指纖維直徑大小處于納米尺寸范圍內的超細纖維。與常規纖維相比，納米纖維具有的界面效應、小尺寸效應以及大的比表面積等特點，在防護服、過濾、催化、生物醫用、隔熱等領域具有廣闊而深遠的應用前景，目前生產制備納米纖維的方法有：混合紡絲法、閃蒸法、噴絲法、復合紡絲法以及靜電紡絲法等。

靜電紡絲納米纖維操作工藝簡單、材料可選擇范圍廣、可進行多種功能化設計，目前已成為國內外的研究熱點。其基本原理是基于聚合物溶液或熔體在強電場中，針頭處的液滴會由球形變為圓錐形(即“泰勒錐”)，并從圓錐尖端延展得到納米級直徑的聚合物纖維。

靜電紡納米纖維的主要特性是直徑小、比表面積大、負載能力強、膜孔隙率高、纖維均一性好，因此納米纖維可制作吸附材料和過濾材料，應用于亞微米微粒的過濾等方面，能有效地用于原子工業、無菌室、精密工業、涂飾行業等。其過濾效率較之常規過濾材料效率大大提高。無機納米纖維由于其獨特性能，它可用于制作納米尺度電子元件，也可用作儲氫材料。在服裝方面，納米纖維應用前景也是令人注目的，利用納米纖維的低密度、高孔隙度和大的比表面積做成多功能防護服。這種微細纖維鋪成的網帶由很多微孔類似于膜的產品，能允許蒸氣擴散，即所謂可呼吸性，又能擋風和過濾細粒子，對氣溶膠的阻擋性提供了對生物或化學武器和生物化學有毒性的防護性；而可呼吸性又保證了穿著者的舒適性。

發明內容

針對現有技術存在的缺陷，本發明的目的是提供一種強度更大、比表面積更大的生物基尼龍56納米纖維膜及其制備方法。

本發明所提供的生物基尼龍56納米纖維膜的制備方法，是以生物基尼龍56的切片為原料，經過溶解得到溶液，將溶液通過物理手段制成生物基尼龍56納米纖維膜，再采用化學處理方法對納米纖維膜進行處理。

其中，所述原料為生物基尼龍56，由微生物發酵得到的1,5-戊二胺與1,6-己二酸聚合而成。

該納米纖維膜的制備方法具體包括以下步驟：

1)原料預處理：將原料生物基尼龍56切片放入羧基酸中進行攪拌溶解，得到高聚物溶液；

2)靜電紡絲處理：將步驟1)所得溶液進行靜電紡絲處理，得到生物基尼龍56納米纖維膜。

上述方法步驟1)中，所述羧基酸為甲酸、乙酸、丙酸等中的一種或混合使用；

所述溶解的溫度為10-40℃，溶解的時間為3-24小時；

所述高聚物溶液中原料的質量含量為5-25wt％，優選為15％-20％，具體可為10.95％、14.08％、17.00％、19.74％、22.29％。