[发明专利]一种抗水解的电纺PVA/戊二醛交联纳米纤维膜及其制备方法

说明书

本发明涉及一种抗水解的电纺PVA/戊二醛交联纳米纤维膜及其制备方法，其中制备方法包括如下步骤：(1)配制质量分数为10～30％的PVA水溶液；(2)在PVA水溶液中加入戊二醛水溶液和氯化铵水溶液并混匀得PVA/戊二醛纺丝溶液；(3)在静电纺丝设备上将PVA/戊二醛纺丝溶液进行纳米纤维成形得电纺膜；(4)将得到的电纺膜进行热处理，即得。有益效果为，所得PVA/戊二醛纳米纤维膜在70～90℃热水中不再发生溶胀、水解，耐水解能力增强且机械性能提高；其可用于PM2.5防护口罩、纱窗、室内空气过滤器、空气净化器、新风系统以及自来水过滤、白细胞血液过滤等，其不含有机溶剂，无毒环保，结构性能稳定。

技术领域

本发明属于静电纺丝技术领域，具体涉及一种抗水解的电纺PVA/戊二醛交联纳米纤维膜及其制备方法，涉及的纳米纤维膜为一种抗水解纳米纤维基过滤材料。

背景技术

近年来，快速的都市化及工业化进程导致了严重的空气污染，严重影响了人们的身体健康和生活质量，尤其是悬浮在空气中粒径小于2.5μm的粉尘颗粒(PM2.5)不仅是导致雾霾天气的重要原因，同时也是导致呼吸道疾病和心血管疾病的主要因素之一，因此对其进行有效防护已经是迫在眉睫。传统空气过滤技术主要采用熔喷静电驻极非织造技术，初始过滤效率可达90～99％，阻力相对较低，但是过滤效果随时间、温度和湿度变化剧烈，滤效不稳定，特别是随着湿度的增加电荷散逸、消失很快，使用时的滤效远低于实验室测试得到的初始过滤效率，且有热塑性聚合物熔体纺丝特有的刺激性气味，静电本身也会对人体带来危害。因此需要更长效、安全、环保的空气过滤材料来满足微小颗粒的过滤与拦截。

静电纺丝纳米纤维膜具有比表面积大、孔隙率高、制备过程简单等优点，较小的克重就可以达到很厚的熔喷布才能达到的过滤效率的特点早已被商业化应用于工业气体过滤，例如美国的唐纳森公司早在35年前就用PA6静电纺纤维覆层来制造HEPA空气过滤器。但是，随着全球包括中国对环保要求的不断加强，带静电的空气过滤材料或者使用溶剂的滤材制备过程受到质疑和诟病。因此，水溶性聚合物静电纺丝技术得到广泛关注，因其纳米纤维制备过程中不涉及到有机溶剂的使用，是制作PM2.5防护材料的首选聚合物。但是水溶性聚合物纳米纤维往往存在遇水溶胀甚至水解的问题，其电纺膜滤效受温湿度影响很严重，因此需要对纳米纤维膜进行交联改性，提高其耐水解特性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无污染的一种抗水解的电纺PVA/戊二醛交联纳米纤维膜及其制备方法，所制备的电纺膜具有良好的抗水解性和耐溶胀能力，可用于制造耐久、长效过滤材料。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种抗水解的电纺PVA/戊二醛交联纳米纤维膜的制备方法，其包括如下步骤：

(1)配制质量分数为10～30％的PVA水溶液；

(2)在步骤(1)中的PVA水溶液中加入戊二醛水溶液和氯化铵水溶液并混匀得PVA/戊二醛纺丝溶液；

(3)在静电纺丝设备上将步骤(2)中得到的PVA/戊二醛纺丝溶液进行纳米纤维成形得电纺膜；

(4)将步骤(3)中得到的电纺膜进行热处理，即得PVA/戊二醛交联纳米纤维膜。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下进一步的具体选择。

具体的，步骤(1)中PVA水溶液的配制方法为：将PVA与蒸馏水混合，然后在80～90℃热水浴，搅拌时长3～4h，最后在20～30℃水浴条件下搅拌(转速100-300r/min)30min，即得。

具体的，步骤(1)中PVA的分子量为70000～80000、醇解度为77～98％。PVA、戊二醛和氯化铵均为分析纯。

具体的，步骤(2)中用到的戊二醛水溶液的质量分数为10～20％，氯化铵水溶液的质量分数为30～40％。