[发明专利]一种特殊表面结构纤维及其制备方法以及应用

说明书

本发明涉及一种特殊表面结构纤维及其制备方法以及应用，属于过滤净化相关技术领域。该制备方法包括以下步骤：配置有机混合溶液；将纤维原料浸泡在所述有机混合溶液中；在预设温度和无氧环境中，进行聚合反应，然后将纤维原料取出，即得到特殊表面结构纤维。本发明还公开了一种特殊表面结构纤维以及应用。将纤维原料以浸泡形式与有机混合溶液接触，并通过化学反应，使有机混合溶液中的溶质反应物化学聚合形成高分子材料均匀包覆在纤维表面，在纤维表面形成表面涂层，在纤维总重量增加小于20wt%的前提下，让纤维表面从光滑变得粗糙，比表面积增加，同时通过附着材料给予纤维原料相同或不同的表面性能。

技术领域

本发明涉及过滤净化相关技术领域，具体涉及一种特殊表面结构纤维及其制备方法以及应用。

背景技术

口罩是一种卫生用品，一般戴在口鼻部位，用于过滤进入口鼻的空气，可以阻挡有害的气体、气味、飞沫进出佩戴者口鼻，既防止患者产生的气溶胶向外逸散，还可防止有害的空气传播颗粒向内运输。

现代外科口罩和呼吸器中使用的过滤器本质上被认为是“纤维”的，由细纤维的扁平非织造垫子制成。纤维直径、孔隙率（即开放空间与纤维的比率）和过滤器厚度都对过滤器收集颗粒的性能有影响。

随着大家对健康安全的逐渐重视，不仅让口罩的需求量激增，对口罩的性能质量的要求也提高。熔喷布由直径范围 0.5-10微米的纤维组成，纤维原料的熔喷布能够有效利用静电吸附病毒粉尘、飞沫。但现在的熔喷纤维往往表面光滑，虽然直径很小，但表面积也很小，影响到潜在危害颗粒的吸附性能；同时也要求纤维密度不能太高，以保证空气流通。为改善此性能，近期诸多企业和研究院将静电纺丝纳米纤维膜技术应用于口罩中，可以提高比表面积，提高过滤效率。但该技术相比于现在通用的成熟简单的生产方式及便宜的原材料，成本大大提高，气阻一般也会高于熔喷材料，对于工业中的广泛普及使用有很大的限制。因此，需要在不影响现生产方式及总体成本的前提下，发明一种大大提高纤维比表面积的方法，这样应用于口罩及相关的产品时，不仅具有更高效的吸附阻挡性能，也可以实现更加良好的通气性及用户体验。

发明内容

本发明的目的之一，是提供一种纤维的制备方法，尤其是一种特殊表面结构纤维的制备方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种特殊表面结构纤维的制备方法，包括以下步骤：配置有机混合溶液；将纤维原料浸泡在所述有机混合溶液中；在预设温度和无氧环境中，进行聚合反应，然后将纤维原料取出，即得到特殊表面结构纤维。

其中，本发明所得的特殊表面结构纤维，即为比表面积以及粗糙度增加的纤维，这种特殊表面结构纤维所说的特殊表面结构可以参看图1b和图1c，即形成了粗糙的、一簇簇的、类似花瓣式片状的结构形式。

本发明的特殊表面结构纤维的制备方法的有益效果是：

本发明的制备方法，将纤维原料以浸泡形式与有机混合溶液接触，并通过有机混合溶液在预设温度和无氧环境中发生化学反应，使有机混合溶液中的溶质反应物化学聚合形成高分子材料均匀包覆在纤维表面，在纤维表面形成表面涂层，这样将纤维原料表面均匀附着一层聚合反应形成的涂层材料，在纤维总重量增加小于20wt%的前提下，让纤维表面从光滑变得粗糙，比表面积增加，同时通过附着材料给予纤维原料相同或不同的表面性能。

采用本发明制备方法制备得到的比表面增加的纤维，可用于其通用的应用中，这些应用包括但不限于口罩材料、空气或液体过滤材料、隔离材料、吸纳材料、保暖材料以及擦拭布等领域，但比原本的纤维原料具有更好或更独特的性能。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述有机混合溶液的配置方法包括：将高分子单体以及引发剂溶解到有机溶剂中。