[發明專利]納米纖維膜及制備方法、納米纖維過濾膜及制備方法

有效

• 申請號: 202011405638.5
• 申請日: 2020-12-03
• 公開（公告）號: CN112755800B
• 公開（公告）日: 2022-01-07
• 發明（設計）人: 周軍;胡彬;周鶴;段將將;黃亮
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: B01D67/00
• 分類號: B01D67/00;B01D69/02
• 代理公司: 杭州宇信知識產權代理事務所(普通合伙) 33231
• 代理人: 張宇娟

本發明公開了納米纖維膜及制備方法、納米纖維過濾膜及制備方法，納米纖維膜包括聚合物A、B、C，聚合物A、B、C的百分數分別為55～70％、25～45％、0.5～3％；聚合物A的帶電性強于聚合物B，聚合物B的抗油性強于聚合物A，聚合物C為水溶性聚合物。由于聚合物A占比較大，因此可以保證帶電性，再加上抗油性較強的聚合物B，可以得到合適的帶電性和抗油性，減小帶電性和抗油性之間的差距，在此基礎上，添加的水溶性聚合物C具有疏油性，從而可以提升整體的抗油性，并且控制聚合物C的質量占比在0.5～3％內，避免了親水性過強導致的靜電荷被空氣中水分中和而失效，因此，該配比下獲得的納米纖維膜可以同時具有優良的帶電性與抗油性。

技術領域

本發明屬于納米材料領域，更具體地，涉及納米纖維膜及制備方法、納米纖維過濾膜及制備方法。

背景技術

現代社會，隨著科技的發展，人們也開始面臨著嚴重的空氣污染問題。據Environmental Performance Index統計數據顯示，2018年我國的空氣質量位列全球倒數第4。佩戴個人防護口罩是減輕空氣污染對人們健康造成危害的有效途徑。目前，市售個人防護口罩主要是基于國標《GB2626—2006呼吸防護用品自吸過濾式防顆粒物呼吸器》規定的KN95級別，即對鹽性顆粒物的過濾效率≥95％。然而，空氣中的污染物除了鹽性顆粒物外，還有對健康具有重大威脅的油性顆粒物，如油煙、香煙中的焦油等。為了彌補KN95口罩不能有效過濾油性顆粒物的缺陷，國家最新頒布了國標《GB/T32610—2016日常防護型口罩技術規范》，規定個人防護口罩必須滿足對鹽性顆粒物和油性顆粒物同時具有較好的過濾效率，其中II級過濾效率要求都達到95％。開發同時對鹽性和油性顆粒物都具有過濾作用的新一代高效濾材是未來發展的大勢所趨，也是本領域當前待攻克的技術難題之一。

目前過濾效果較好的是采用靜電紡絲技術制備的納米纖維過濾膜。首先，納米纖維過濾膜的直徑為納米級(1μm)，纖維間的孔隙較小，對鹽性顆粒物和油性顆粒物的物理攔截效果較傳統的熔噴微米纖維膜更好；其次，靜電紡絲技術可將諸多帶電性強的駐極體材料制備成纖維膜，對鹽性顆粒物和油性顆粒物的靜電吸附作用也優于傳統熔噴聚丙烯濾材。然而，現有的納米纖維過濾膜，總是存在著抗油性差或者帶電性差的問題，以至于對油性顆粒物的過濾效率難以達到新國標中的II級過濾效率要求。這是因為，極性較弱的納米纖維過濾膜通常具有較好的帶電性能，但同時也更加親油，表現出帶電性強而抗油性差的特點，因此在過濾油性顆粒物時易被油性顆粒物浸潤甚至滲透，所帶靜電荷大部分被油性顆粒物中和，導致對油性顆粒物的靜電吸附作用大幅減弱；而極性較強的納米纖維過濾膜雖具有較好的抗油性但帶電性卻較弱，過濾效果同樣不佳。因此，如何制備出帶電性強且抗油性強的納米纖維過濾膜，以使該過濾膜達到新國標的II級過濾效率要求是迫切需要解決的問題。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了納米纖維膜及制備方法、納米纖維過濾膜及制備方法，其目的在于解決現有技術中難以獲得同時具有優良帶電性和抗油性的納米纖維膜的技術問題。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種納米纖維膜，包括聚合物A、B、C，所述聚合物A、B、C分別占三者質量之和的百分數為55～70％、25～45％、0.5～3％；所述聚合物A和B均具有帶電性和抗油性，其中，所述聚合物A的帶電性強于所述聚合物B，所述聚合物B的抗油性強于所述聚合物A，所述聚合物C為水溶性聚合物。