[发明专利]具有自清洁作用的聚合物纤维膜及其制备方法及其应用在审

专利信息
申请号: 201911220958.0 申请日: 2019-12-03
公开(公告)号: CN110898690A 公开(公告)日: 2020-03-24
发明(设计)人: 卫志美;杨杰;王孝军;赵伟;龙盛如;张刚 申请(专利权)人: 四川大学
主分类号: B01D71/68 分类号: B01D71/68;B01D71/34;B01D69/08;B01D67/00;B01D53/22
代理公司: 成都点睛专利代理事务所(普通合伙) 51232 代理人: 刘文娟
地址: 610065 四*** 国省代码: 四川;51
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摘要:
搜索关键词: 具有 清洁 作用 聚合物 纤维 及其 制备 方法 应用
【说明书】:

发明属于高分子材料技术领域,具体涉及一种具有自清洁作用的、高通量的超细聚合物纤维膜及其制备方法。本发明提供一种具有自清洁作用的聚合物纤维膜的制备方法,所述制备方法包括如下步骤:1)将聚合物和添加剂溶解于溶剂1中,于20~200℃下搅拌溶解,再经熟化形成均相溶液作为纺丝前驱液;2)纺丝前驱液利用静电纺丝法制备纤维膜;3)纤维膜的后处理。本发明得到自清洁性优异、过滤效果高的高效气体过滤的纤维膜。所得纤维膜通过构建二级粗糙结构以增强纤维膜的过滤效率并使其具备了自清洁的功能,增加纤维膜的透气性,延长了纤维膜的使用周期。所得纤维膜可长期使用于空气过滤领域。

技术领域

本发明属于高分子材料技术领域,具体涉及一种具有自清洁作用的、高通量的超细聚合物纤维膜及其制备方法。

背景技术

随着经济的迅速发展,中国大气污染每况愈下。其中以煤烟型或COX、NOX、SO2、臭氧等气体形式存在颗粒污染,会造成每年至少50万人死亡。因此有效过滤空气中的颗粒是当务之急。静电纺丝纤维膜因优异的表面粘附特性、超高的比表面积和均匀超细的纤维尺寸使得静电纺丝纳米纤维膜具备空气过滤的基本要求。与传统的微纤维相比,静电纺丝纤维直径一般小于500nm,压降更低,过滤效率更高。因此聚合物静纺纤维膜因轻便和透气,适宜做空气过滤膜。

但是作为空气过滤膜,过滤效果是会随着时间的延长,过滤效果有所降低。究其原因,主要是纤维膜吸附颗粒后容易积累在纤维膜上,从而影响其进一步的过滤效果,在实际使用中纤维膜需要定期更换。另外在确保纤维膜的过滤效果的,增加纤维膜的透气性,增强适用舒服性也是必要的。因此,制备具有自清洁作用、高通量超细纤维膜迫在眉睫。

发明内容

针对上述缺陷,本发明提供一种具有自清洁作用的、高通量的超细聚合物纤维膜,其可作为空气过滤膜。

本发明的技术方案:

本发明要解决的第一个技术问题是提供一种具有自清洁作用的聚合物纤维膜的制备方法,所述制备方法包括如下步骤:

1)将聚合物和添加剂溶解于溶剂1中,于20~200℃下搅拌溶解,再经熟化形成均相溶液作为纺丝前驱液;所述添加剂为硝酸银、醋酸锌、四氯化钛、氯金酸或纳米二氧化硅中的至少一种;

2)纺丝前驱液利用静电纺丝法制备纤维膜;

3)纤维膜的后处理:将所得纤维膜采用下述三种方式中一种进行后处理得具有自清洁作用的聚合物纤维膜:

方式一:将所得纤维膜浸泡在溶剂2中,在-80~20℃的条件下,浸泡2~8h;

方式二:在紫外光照射的条件下,照射处理3~9h;

方式三:在60~120℃的条件下,加热处理2~6h。

进一步,步骤1)中,所述聚合物为聚醚砜、聚苯硫醚砜、聚偏氟乙烯、聚乳酸、聚芳硫醚砜或聚苯硫醚砜衍生物的至少一种。

进一步,步骤1)中,所述溶剂1为去离子水、二氯甲烷、丙酮、乙醇、乙醚、氯仿、四氢呋喃、甲醇、N,N二甲基甲酰胺或N,N二甲基乙酰胺中的至少一种。

进一步,步骤1)中,所述熟化过程为:将聚合物置于溶剂中,搅拌2~8h后,并静置1~3h,达到熟化状态。

进一步,步骤2)中,纺丝工艺中,储液装置中需要加震动场,震动频率为20~500Hz,且储液装置到喷丝板之间需连接导液软管,长度为5~20cm。

进一步,步骤2)中,纺丝工艺中:喷丝头的直径0.3~4mm,静纺电压10~35kv,接收距离6~45cm。

进一步,步骤3)中,所述溶剂2为氨水、甲醛、葡萄糖、果糖或乙二酸中的至少一种。

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