[发明专利]具有润湿梯度的单向导湿纳米纤维多层复合膜的制备方法

权利要求书

1.一种具有润湿梯度的单向导湿纳米纤维多层复合膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

第一步：将亲水型纳米材料分散于溶剂中，超声使得亲水型纳米材料均匀分散，得到第一分散液，再将亲水型聚合物溶于上述第一分散液，得到纺丝液A1，通过静电纺丝方法在接收基材上沉积一层亲水型纳米纤维膜；

第二步：将亲水型纳米材料分散于溶剂中，超声使得亲水型纳米材料均匀分散，得到第二分散液，再将亲水型聚合物溶于上述第二分散液，得到纺丝液A2；将疏水型聚合物溶于溶剂中，得到纺丝液B1；将纺丝液A2和纺丝液B1分别注入纺丝注射器，通过静电纺丝方法在亲水型纳米纤维膜上沉积形成至少一层导流层；所述的纺丝液A2与纺丝液B1的注射器数量比例为1:9-9:1；

第三步：将疏水型聚合物溶于溶剂中，得到纺丝液B2，通过静电纺丝方法在导流层上沉积一层疏水型纳米纤维膜，得到具有润湿梯度的单向导湿纳米纤维多层复合膜；所述第一步和第二步中的亲水型聚合物为水溶性聚合物或非水溶性聚合物；所述水溶性聚合物为聚乙烯醇、聚丙烯酸钠和聚丙烯酰胺中的任意一种或两种以上，当亲水型聚合物为水溶性聚合物时，在静电纺丝前，向纺丝液A1或纺丝液A2中加入交联剂；所述的非水溶性聚合物为醋酸纤维素、壳聚糖、聚丙烯腈、乙烯/乙烯醇共聚物、聚酰胺和聚酰亚胺中的任意一种或两种以上；第一步和第二步中的亲水型聚合物相同或不同；所述纺丝液A1和纺丝液A2所用溶剂为水、丙酮、乙酸、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、异丙醇、四氢呋喃、甲酸、乙二醇、丙三醇、二氯甲烷、四氯化碳和二甲基亚砜中的任意一种或两种以上；纺丝液A1和纺丝液A2所用溶剂相同或不同，所述纺丝液A1和纺丝液A2中亲水型聚合物的质量分数为5～30％，当亲水型纳米材料为纳米二氧化硅和纳米二氧化钛中的至少一种时，所制备的具有润湿梯度的单向导湿纳米纤维多层复合膜经碱处理，获得单向导水性能更加优异的纳米纤维复合膜；

所述第一步、第二步和第三步中的静电纺丝的电压为40～50kV，接收距离为10～30cm，纺丝溶液的灌注速度为0.2～5mL/h，所得纤维直径为50nm～3μm，纤维膜平均孔径为0.1～10μm，厚度为10～150μm；

所得的具有润湿梯度的单向导湿纳米纤维多层复合膜沿疏水面向亲水面的透湿量≥10000g/m²/d，单向传递指数≥1000，液态水动态传递综合指数≥0.8，耐水压为0mm水柱；沿亲水面向疏水面的透湿量≤4000g/m²/d，单向传递指数≤50，液态水动态传递综合指数≤0.4，耐水压≥50mm水柱。

2.如权利要求1所述的具有润湿梯度的单向导湿纳米纤维多层复合膜的制备方法，其特征在于，所述第一步中的纺丝液A1中亲水型纳米材料的质量分数为0.5％～7％。

3.如权利要求1所述的具有润湿梯度的单向导湿纳米纤维多层复合膜的制备方法，其特征在于，所述第二步和第三步中的疏水型聚合物为聚氨酯、聚苯乙烯、聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚偏氟乙烯-三氟氯乙烯和聚偏氟乙烯-四氟乙烯-全氟甲基乙烯基醚中的任意一种或两种以上；第二步和第三步中的疏水型聚合物相同或不同；所述第二步和第三步疏水型聚合物所用溶剂为丙酮、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺和N,N-二甲基乙酰胺中的任意一种或两种以上；第二步和第三步疏水型聚合物所用溶剂相同或不同；所述纺丝液B1和纺丝液B2中疏水型聚合物的质量分数为5～30％。

4.如权利要求1所述的具有润湿梯度的单向导湿纳米纤维多层复合膜的制备方法，其特征在于，所述第二步中的导流层为一层或至少两层，当导流层为至少两层时，形成相邻两层导流层所用的纺丝液A2与纺丝液B1的注射器数量比例不同。

5.如权利要求1所述的具有润湿梯度的单向导湿纳米纤维多层复合膜的制备方法，其特征在于，所述碱处理过程中使用的碱性化合物为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化镁、氢氧化钙、碳酸氢钠和碳酸氢钾中的任意一种或两种以上。