[发明专利]一种基于近场直写与溶液电纺技术的双层单向导湿微纳米纤维膜的制备方法

说明书

本发明公开了一种基于近场直写与溶液电纺技术的双层单向导湿微纳米纤维膜的制备方法:(1)通过溶液静电纺丝方法制备一层无序的亲水微纳米纤维膜A；(2)使用熔体直写设备进行熔体纺丝，在亲水微纳米纤维膜A上制备内层疏水性微纳米纤维膜B。本发明在溶液静电纺丝的基础上，加入熔体直写纺丝，有利于实现纤维膜孔径尺寸的精确控制，通过打印预设格子图案，可构建纤维膜拓扑结构，进而实现不同直径液滴透过的需求，提高吸湿效率。两者相结合可制备出单向导湿功能优良的微纳米纤维膜，调节吸湿速率，进一步改善微纳米纤维膜的单向导湿性能。该种复合纤维膜在运动服、纸尿裤以及医用敷料方面有着巨大的应用前景。

技术领域

本发明属于功能性微纳米复合纤维材料技术领域，具体涉及了一种基于近场直写与溶液电纺技术的双层单向导湿微纳米纤维膜的制备方法。

背景技术

随着社会经济的发展，人民对美好生活的需求在服装上体现得淋漓尽致，越来越多的消费者更加青睐具有功能性的服装，其中单向导湿织物和服装也逐渐受到关注。单向导湿织物一种吸湿快干的功能性纺织品，其在厚度方向上通常存在着亲/疏水的润湿性差异，单向导湿织物外层亲水而内层疏水，汗液从疏水性内层传输到织物的亲水性外层，并在外层快速蒸发，使人体皮肤保持干燥舒爽，为人体提供舒适的穿着微气候；同时，由于内层的疏水特性又可以防止汗液的反向渗透。

近年来，已有多位学者利用静电纺丝技术制备复合微纳米纤维膜这以实现单向导湿性能。Wang等利用紫外光束照射使织物两侧形成不对称润湿性，实现了单向导湿的功能(Journal of Materials Chemistry,2010,20:7938)。与此相关的专利技术包括：具有多级连通孔结构的单向导湿微纳米纤维膜及其制备方法(CN111111458A)、一种双层单向导湿抗菌微纳米醋酸纤维膜及其制备方法与应用(CN110747579A)、一种维持伤口湿度湿润的定向导液敷料及其制备方法(CN110269749B)、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(CN107059251B)等。然而，目前单向导湿膜的制备方法主要采用的是溶液静电纺丝方法，由该法制得的微纳米纤维膜直径细、比表面积大，但纤维膜孔径较小且结构不可控，从而制约其单向导湿性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于近场直写与溶液电纺技术的双层单向导湿微纳米纤维膜的制备方法，在溶液静电纺丝的基础上，结合熔体直写纺丝，有利于实现纤维膜孔径尺寸的精确控制，通过打印预设方格图案可构建纤维膜拓扑结构，调节丝径及孔径大小，进而提高吸湿效率，改善微纳米纤维膜的单向导湿性能。该法所制备的复合纤维膜在运动服、纸尿裤以及医用敷料方面有着较大的应用前景。

为了解决上述技术问题，采用如下技术方案：

一种基于近场直写与溶液电纺技术的双层单向导湿微纳米纤维膜的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)将一种或多种亲水性聚合物材料分散于溶剂中，使用磁力搅拌器使聚合物充分均匀溶解于溶剂得到纺丝液，使用静电纺丝装置，通过溶液静电纺丝方法制备一层无序的亲水微纳米纤维膜A；

(2)将疏水性聚合物材料母粒直接装入纺丝注射器B内，将第一步制备的亲水性微纳米纤维膜A作为接收基材，使用熔体直写设备进行熔体纺丝，通过程序精准控制滑台带动接收板B运动以打印出预设形状，在亲水微纳米纤维膜A上制备内层疏水性微纳米纤维膜B。

优选后，所述步骤(1)中亲水性聚合物为非水溶性聚合物聚丙烯腈、聚丙烯酸、壳聚糖、醋酸纤维素、聚酰胺和聚酰亚胺中的任意一种或两种及以上的组合物。

优选后，所述步骤(2)中的疏水性聚合物为聚己内酯、聚偏氟乙烯或聚氨酯中的一种。

优选后，所述步骤(1)中亲水性聚合物所用溶剂为四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、甲酸、乙二醇、二氯甲烷和二甲基亚砜中的任意一种或两种及以上的组合物。

优选后，所述步骤(1)的纺丝液中亲水性聚合物的质量分数为8-18wt％。