[发明专利]一种静电纺丝纳米纤维无纺布及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种静电纺丝纳米纤维无纺布及其制备方法和应用，静电纺丝纳米纤维无纺布包括无纺布和静电纺丝纳米纤维，所述静电纺丝纳米纤维包括以下重量份的组分：热塑性树脂100～500份、金属有机框架材料10～60份和二甲基甲酰胺120～160份。本发明的静电纺丝纳米纤维无纺布将金属有机框架材料、二甲基甲酰胺与热塑性树脂搭配作为静电纺丝液静电纺丝至无纺布后，得到的静电纺丝纳米纤维无纺布具有优异的高吸附容量，具有高效的过滤性能同时具有更低的呼吸阻力。本发明的静电纺丝纳米纤维无纺布实现在满足呼吸防护的同时，增加透气性，减少憋闷感。

技术领域

本发明涉及无纺布复合材料领域，具体涉及一种静电纺丝纳米纤维无纺布及其制备方法和应用。

背景技术

山火、雾霾、流感、冠状病毒等威胁人类健康的问题层出不穷，人们不得不加强自身呼吸防护，佩戴口罩能够有效地滤除空气中尘埃粒子、油性气溶胶、有害微生物等物质，保护自己和他人的健康。目前口罩过滤层材料常用驻极的聚丙烯熔喷无纺布，其能有效吸附空气中的微尘和微生物等，过滤机理在于利用静电吸附和物理吸附过滤气溶胶，从而达到呼吸防护的效果，但过滤效率与呼吸阻力也呈正相关关系，过滤效率越高，呼吸阻力越大。现有的口罩无纺布在满足过滤效率达到90％以上时，其呼吸阻力偏大，影响佩戴的舒适感。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种过滤材料纤维和静电纺丝纳米纤维无纺布及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种静电纺丝纳米纤维无纺布，所述静电纺丝纳米纤维无纺布包括无纺布和静电纺丝纳米纤维，所述静电纺丝纳米纤维包括以下重量份的组分：热塑性树脂100～500份、金属有机框架材料10～60份和二甲基甲酰胺120～160份。

上述静电纺丝纳米纤维无纺布将金属有机框架材料和纳米静电纺丝结合起来，通过在无纺布上静电纺丝纳米纤维得到静电纺丝纳米纤维无纺布，静电纺丝纳米纤维包括热塑性树脂、金属有机框架材料(Metal-Organic Frameworks)和二甲基甲酰胺，金属有机框架材料、二甲基甲酰胺与热塑性树脂搭配形成静电纺丝纳米纤维使得静电纺丝纳米纤维无纺布具有高效的过滤性能同时具有更低的呼吸阻力。上述的静电纺丝纳米纤维无纺布实现在满足呼吸防护的同时，增加透气性，减少憋闷感。

优选地，静电纺丝纳米纤维无纺布上的静电纺丝纳米纤维含量为0.5g/cm²～20g/cm²。

优选地，所述热塑性树脂包括聚丙烯、聚氨酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯腈、聚苯乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、以及聚酰胺中的至少一种。

优选地，所述金属有机框架材料由金属离子或团簇与有机配体组成；所述有机配体为二甲基咪唑、2,5-二羟基对苯二甲酸、2-氨基-4,4′-二羧酸或者苯并咪唑，形成所述金属离子或团簇的金属源为镁、铁、铬、铜、锌、钴或锆。

优选地，所述金属有机框架材料为IRMOF系列材料(Isoreticular Metal-OrganicFramework)、ZIF系列材料(Zeoliticimidazolate framework)、MIL系列材料(Materialsof Institut Lavoisier)和UIO系列材料(University of Oslo)中的至少一种。

优选地，所述金属有机框架材料包括MIL-100、MIL-101、MIL-96、MOF-199、MOF-74、ZIF-7、ZIF-8、ZIF-67、UIO-66、以及UIO-67中的至少一种。