[发明专利]一种制备超疏水超亲油纤维复合膜的方法

说明书

本发明公开了一种制备超疏水超亲油纤维复合膜的方法，将磷酸加入正硅酸乙酯溶液中，称取一定量醋酸纤维素的粉末，用磁力搅拌器连续搅拌。使用静电纺丝机制得的CA纤维膜在去离子水中浸泡后在真空干燥箱中干燥，随后称取一定量苯基三乙氧基硅烷加入乙醇溶液中，用磁力搅拌器连续搅拌再加入SiO₂纳米颗粒，超声震荡后使用磁力搅拌器搅拌。溶液倒入离心机中，加入乙醇溶液离心，得到P‑SiO₂颗粒溶液，最后将之前制备的CA纤维膜浸润在溶有P‑SiO₂颗粒的溶液中，浸润完成后风干。本发明制备工艺流程简单、材料成本低，制备出的纤维膜性能优异，具备超疏水性、良好的耐久性、机械韧性高和耐化学腐蚀性好等特点。

技术领域

本发明属于纳米材料领域，具体涉及一种制备超疏水超亲油纤维复合膜的方法。

背景技术

超疏水材料由于其优异的超疏水性能，在国防、工农业生产和日常生活中都有着极其广阔的应用前景。例如，用于微流体装置中，可以实现对流体的低阻力、无漏损传送；用于水中运输工具或水下核潜艇上，可以减少水的阻力，提高行驶速度；也可用它来修饰纺织品，做防水和防污的服装等。特别是近年来，由于工业油污水和水面漏油事故对环境造成的危害，使得具有超疏水超亲油性能的仿生纳米材料，成为研究用于油水分离的热点之一。

目前制备超疏水涂层主要有两条途径：一是在粗糙表面修饰低表面能的物质；二是在低表面能物质上构造微纳米级的粗糙度，比如等离子处理法，气相沉积法，溶胶凝胶法等。但是传统的超疏水材料的制备比较繁琐，通过静电纺丝制备得到的有机、无机超疏水纤维膜材料，虽然展现出了其良好的连续性和自清洁性能，然而仍然存在持久性差、机械韧性和耐化学腐蚀性差等缺陷，从而制约了其进一步的应用。

发明内容

本发明的目的在于解决现有超疏水涂层持久性差、机械韧性和耐化学腐蚀性差的缺点，提供一种制备超疏水超亲油纤维复合膜的方法。

本发明采用如下技术方案：一种制备超疏水超亲油纤维复合膜的方法，其关键在于，包括以下步骤：

S1.将适量磷酸、正硅酸乙酯、醋酸纤维素混合，用磁力搅拌器搅拌成均匀的混合溶液A；

S2.将上述混合溶液A送入静电纺丝机制备CA纤维膜；

S3.将上述CA纤维膜用去离子水中浸泡后放入真空干燥箱中干燥备用；

S4.将适量苯基三乙氧基硅烷和乙醇溶液混合搅拌均匀，搅拌均匀后加入适量SiO₂纳米颗粒进行超声震荡后搅拌均匀形成混合溶液B备用；

S5.将上述混合溶液B倒入离心机中，加入适量乙醇进行离心得到P-SiO₂颗粒溶液；

S6.将干燥后的CA纤维膜放入所述P-SiO₂颗粒溶液中浸泡2-4min后取出风干后放入鼓风真空供箱进行真空干燥固化。

作为优选方案，步骤S1中所述混合溶液A中磷酸和正硅酸乙酯(TEOS)摩尔比为1:25，所述醋酸纤维素的质量分数为13％-17％，所述混合溶液A在15-25℃条件下，用磁力搅拌器连续搅拌5-8h，直到形成均匀的溶液。

作为优选方案，步骤S2中静电纺丝机采用的纺丝电压为16kV，纤维接收距离为12-18cm，溶液注射速度为0.5-1mL/h，接收滚筒的旋转速度为45-55rpm，滑台的往复移动速度为5m/min，环境湿度维持在50％。

作为优选方案，步骤S3中利用静电纺丝机纺丝过程中，使用锡箔接收CA纤维膜，随后连同锡箔纸一起放入去离子水浸泡后在60℃下真空干燥箱中干燥2h以上。