[發(fā)明專利]一種復(fù)合纖維膜及其制備方法和應(yīng)用

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110408598.8
• 申請日: 2021-04-14
• 公開（公告）號: CN113293508A
• 公開（公告）日: 2021-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 許瞳;孟海濤;白杰;李春萍;徐薇;徐廣然;柳歡
• 申請（專利權(quán)）人: 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: D04H1/4374
• 分類號: D04H1/4374
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明屬于纖維膜技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明提供了一種復(fù)合纖維膜，包含疏水層、轉(zhuǎn)移層和親水層；疏水層原料為聚偏氟乙烯和/或聚四氟乙烯；轉(zhuǎn)移層原料包含重量比為1∶9～11的A組分和B組分；親水層原料包含重量比為1∶9～11的C組分和B組分；A組分為聚乙烯吡咯烷酮或聚乙二醇；B組分為聚苯胺、聚醚砜、聚乳酸或醋酸纖維素；C組分為2?甲基丙烯酰氧乙基磷酸膽堿或聚[(2?甲基丙烯酰氧基)乙基]二甲基[3?磺丙基]氫氧化銨。本發(fā)明還提供了一種復(fù)合纖維膜的制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明的復(fù)合纖維膜具有良好的單向水運輸性能；在40℃下，水分蒸發(fā)速率為0.3～0.67g/h。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及纖維膜技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種復(fù)合纖維膜及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

液體的單向運輸在眾多生理和物理過程中必不可少，例如生物體排汗、細(xì)胞膜的液體傳輸、海水脫鹽、燃料電池內(nèi)部電解質(zhì)膜兩側(cè)液體定向流動等。近年來，液體單向運輸受到越來越廣泛的關(guān)注和研究。復(fù)合纖維膜具有親水/疏水差異，使得復(fù)合纖維膜具有特殊的單向透過性能。目前，單向水運輸?shù)膹?fù)合纖維膜的研究較少，并且存在穩(wěn)定性較差、不能完全實現(xiàn)單向水運輸、能耗高、工藝復(fù)雜等不足。

因此，研究開發(fā)一種能耗低、工藝簡單、提高水的運輸速率和穩(wěn)定性的復(fù)合纖維膜，具有重要的應(yīng)用價值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種復(fù)合纖維膜及其制備方法。本發(fā)明的復(fù)合纖維膜具有良好的單向水運輸性能和吸汗排濕功能。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供了一種復(fù)合纖維膜，包含疏水層、轉(zhuǎn)移層和親水層；

所述疏水層原料為聚偏氟乙烯和/或聚四氟乙烯；

所述轉(zhuǎn)移層原料包含重量比為1∶9～11的A組分和B組分；

所述親水層原料包含重量比為1∶9～11的C組分和B組分；

所述A組分為聚乙烯吡咯烷酮或聚乙二醇；

所述B組分為聚苯胺、聚醚砜、聚乳酸或醋酸纖維素；

所述C組分為2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸膽堿或聚[(2-甲基丙烯酰氧基)乙基]二甲基[3-磺丙基]氫氧化銨；

所述親水層在復(fù)合纖維膜的最上層或最下層。

本發(fā)明還提供了一種所述的復(fù)合纖維膜的制備方法，包含如下步驟：

1)將疏水層溶液、轉(zhuǎn)移層溶液、親水層溶液獨立順次進行加熱處理、超聲處理，得到三種紡絲溶液；

2)對三種紡絲溶液獨立進行靜電紡絲，得到纖維膜；

3)將交聯(lián)劑、光引發(fā)劑、單體和氯化鈉溶液形成的水凝膠溶液和纖維膜進行交聯(lián)反應(yīng)，即得復(fù)合纖維膜；

作為優(yōu)選，步驟1)所述疏水層溶液包含重量比為1∶9～11的疏水層原料和溶劑；所述轉(zhuǎn)移層溶液包含重量比為1∶9～11的轉(zhuǎn)移層原料和N，N-二甲基甲酰胺；所述親水層溶液包含重量比為1∶9～11的親水層原料和溶劑。

作為優(yōu)選，所述疏水層溶液中，溶劑包含重量比為2～4∶6～8的丙酮和N，N-二甲基甲酰胺；所述親水層溶液中，溶劑包含重量比為1∶8～10的六氟異丙醇和N，N-二甲基甲酰胺。

作為優(yōu)選，步驟1)所述加熱處理的溫度為18～60℃，時間為15～26h，所述加熱處理在攪拌條件下進行。

作為優(yōu)選，步驟1)所述超聲處理的溫度為18～60℃，時間為0.3～1.5h，超聲處理的頻率為30～50kHz。