[发明专利]一种无纺膜及其制备的荷电非织造生物防护口罩及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于生物防护领域，特别涉及一种无纺膜及利用该无纺膜制备的荷电纳米纤维非织造医用功能型生物防护口罩，及基于静电纺丝技术制备荷电纳米纤维非织造医用功能型生物防护口罩的方法。 

背景技术

生物防护一直是自然灾害、战争中着重考虑的重大问题。在地震、洪水等救护过程中的防护、以及对SARS、H1N1等流行性病毒的防护，均要求性能优良的生物防护口罩；且随着科技的发展，新概念武器在战场上的使用也给战场救护和防护提出了新的挑战。但目前市场上，既具有对固液体与微生物的较好的阻隔功能、又具良好透气性与舒适性、价格低廉的实用性口罩甚少。 

近年来，采用美国职业安全卫生研究所（NIOSH）粉尘呼吸防护新标准NIOSH-42CFR84制备的新型N95滤料口罩最大特点就是可以预防由患者体液或血液飞溅引起的飞沫传染，其过滤效率及防护效果明显优于普通纱布口罩，但仍然具有如下缺点：（1）大约有10%-20%的人对该口罩的适合性不好，口罩不能很好的贴面；（2）N95口罩对具有传染性的病毒防护作用也并不理想；（3）大多N95口罩的滤料多采用聚丙乙烯等难以降解的聚合物，大量丢弃后给环境带来很大压力。 

因此，研制出对飞沫、血液、体液、病毒、分泌物等微粒以及微尘等具有优异防护性能，又具有良好的透气性和舒适性、且价格低廉、对环境友好的口罩成为当前亟待解决的问题。 

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明的目的之一在于提供一种无纺膜，该无纺膜以玉米醇溶蛋白为原料，来源丰富、价格低廉、可生物降解，且可以实现更好的贴面；本发明的目的之二在于提供所述的无纺膜在制备非织造口罩中的应用，降低口罩的成本，丢弃可降解，能实现更好的贴面；本发明的目的之三在于提供一种荷电非织造医用功能型生物防护口罩，其内层是玉米醇溶蛋白制备的无纺膜，外层带有正电电荷，能显著提高其过滤效率；本发明的目的之四在于提供基于静电纺丝技术制备荷电非织造医用功能型生物防护口罩的制备方法，该方法可将口罩滤材中的纤维尺寸降低到纳米级别，显著提高其过滤效率。 

为实现上述目的，本发明的技术方案为： 

一种无纺膜，以玉米醇溶蛋白为原料制备而成，将玉米醇溶蛋白溶于乙醇的水溶液中，得玉米醇溶蛋白乙醇混合液Ⅰ，向所述混合液Ⅰ中加入增塑剂得混合液Ⅱ，将所得混合液Ⅱ制成无纺膜。所得混合液Ⅱ制成无纺膜，制造过程可以在普通的非织造设备上进行，也可通过静电纺丝技术制备成纳米级无纺纤维膜。 

进一步，所述的无纺膜，所述玉米醇溶蛋白乙醇混合液Ⅰ中玉米醇溶蛋白质量百分数为25%，所述的增塑剂为柠檬酸三丁酯，柠檬酸三丁酯通常指柠檬酸三正丁酯，化学名3-羟基-3-羧基戊二酸三丁酯，是一种酯类化合物，无色透明高沸点液体，微溶于水，与多数有机溶剂互溶。工业上由柠檬酸与正丁醇反应而成，可直接用于增塑剂，也可进一步加工成性能优良的增塑剂乙酰柠檬酸三丁酯。本品低毒，可视为无毒增塑剂，俗称环保型增塑剂，可以替代应用范围受到限制的邻苯二甲酸酯类增塑剂。本发明中所述的增塑剂也可以用邻苯类增塑剂。 

进一步，所述的无纺膜，优选将所得混合液Ⅱ通过静电纺丝技术纺织制成纳米级无纺膜。现有的文献研究表明，口罩滤材的过滤效率随其中纤维的直径 的减小而增强，如将滤材中的纤维尺寸降低到纳米级别，口罩的过滤效率将会得到很大的提高，因此，采用相对成熟的静电纺纳米丝技术是解决这一问题的有效途径。本发明也可采用静电纺丝技术制备纳米级无纺膜。“静电纺丝”一般简称为“静电纺”、“电纺”。1934年，Formalas发明了用静电力制备聚合物纤维的实验装置并申请了专利，其专利公布了聚合物溶液如何在电极间形成射流，这是首次详细描述利用高压静电来制备纤维装置的专利，被公认为是静电纺丝技术制备纤维的开端。但是，从科学基础来看，这一发明可视为静电雾化或电喷的一种特例，其概念可以追溯到1745年。静电雾化与静电纺丝的最大区别在于二者采用的工作介质不同，静电雾化采用的是低粘度的牛顿流体，而静电纺丝采用的是较高粘度的非牛顿流体。所以，静电纺丝是高分子流体静电雾化的特殊形式，此时雾化分裂出的物质不是微小液滴，而是聚合物微小射流，可以运行相当长的距离，最终固化成纤维。 

进一步，所述的无纺膜，所述乙醇的水溶液为体积分数为70%的乙醇水溶液。