[发明专利]一种复合膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种复合膜的制备方法，包括如下步骤：利用纤维粉碎机将聚丙烯驻极体在叔丁醇溶液中粉碎；采用静电纺丝设备对聚丙烯腈溶液进行纺丝，利用叔丁醇溶液承接，并不断滴注含聚丙烯驻极体的分散液；将制得的含聚丙烯驻极体的聚丙烯腈纳米纤维冷冻干燥；即得到聚丙烯腈/聚丙烯驻极体复合膜。本发明的工艺较为简单，得到的复合膜厚度可控，并保留了聚丙烯驻极体的极化性质，可用于空气过滤。

技术领域

本发明属于膜材料制备技术领域，尤其涉及一种复合膜的制备方法。

背景技术

通过静电纺丝技术可将高聚物的溶液在电压的作用下连续喷出直径为纳米级的纤维，使其具有超细的孔径，超高比表面积、孔隙率和表面吸附性，细微颗粒，极易被纤维阻挡和吸附，在同等压力下较传统滤料有更好的过滤性能。且纳米纤维的直径非常细小，气体在纳米纤维上流过时所产生阻力会减小。由于静电纺丝纳米纤维这些独特的特性，受到许多研究者的重视。

驻极体具有体电荷特性，即它的电荷不同于摩擦起电，既出现在驻极体表面，也存在于其内部。熔喷聚丙烯驻极体无纺布除了可通过一般的惯性沉积、重力沉积、布郎扩散等机械作用机理对气体中流动粉尘进行拦截外，还可通过静电作用实现对空气的净化和对常见细菌、病毒的杀灭，因而，具有低阻、高效、除尘灭菌等特点，有望成为滤阻性能最好的空气净化材料，因而受到人们广泛的关注。

虽然聚丙烯驻极体无纺布具有良好的空气过滤性能，但其存在负压大，孔隙率低等缺点，在做便携式口罩等方面的应用中受到限制，并且对粉尘的负载量有限，在实际应用中需要经常更换，这些缺点均阻碍了其在空气过滤领域的发展。

发明内容

本发明的目的在于解决现有聚丙烯驻极体无纺布负压大、负载量小等缺点，提供了一种复合膜的制备方法，该复合膜具有较高的孔隙率，并能有效的吸附空气中的粉尘。

为了达到上述目的，本发明公开了一种复合膜的制备方法，包括以下具体步骤：

步骤1：利用纤维粉碎机将聚丙烯驻极体无纺布在叔丁醇溶液中进行粉碎分散，至分散液均匀、无分层；

步骤2：将聚丙烯腈原丝加入N,N二甲基甲酰胺溶液中，搅拌至溶液均匀澄清，再离心以出去溶液中的气泡；

步骤3：利用静电纺丝设备对步骤2中制得的聚丙烯腈溶液进行纺丝，利用叔丁醇溶液进行承接，纺丝过程中向叔丁醇溶液中滴注步骤1中制得的聚丙烯驻极体分散液；

步骤4：将步骤3中制得的含聚丙烯驻极体的聚丙烯腈纳米纤维静置12小时，冷冻干燥，即得到聚丙烯腈/聚丙烯驻极体复合膜。

优选地，所述步骤1中，叔丁醇溶液质量分数为66.7％，驻极体的质量体积分数为1％～5％。

优选地，所述步骤2中聚丙烯腈的质量体积分数为15％。

优选地，所述步骤3中聚丙烯驻极体分散液的滴加速度为1～2滴/秒。

优选地，所述步骤3中电纺条件为：电压15kV，接收距离12cm，溶液流速为1.0ml/h，针头为21号。

优选地，所述步骤4中含聚丙烯驻极体的聚丙烯腈纳米纤维在叔丁醇溶液中静置。

与现有技术相比，本发明具有以下显著优势：

(1)本发明的工艺简单，原料易得。

(2)本发明制备得到的复合膜比表面积大，具有较高的孔隙率，负载能力强。

(3)所制得的复合膜结合了纳米纤维与驻极体的优点，增强了纳米纤维膜的静电吸附能力。

附图说明

图1为本发明制得的聚丙烯腈/聚丙烯驻极体复合膜。