[发明专利]低阻高滤透气纤维膜的制备方法

说明书

本发明涉及一种低阻高滤透气纤维膜的制备方法，该低阻高滤透气纤维膜的制备方法以聚丙烯腈或聚(偏二氟乙烯‑六氟丙烯)和溶剂为组合物，配置成纺丝溶液，然后通过静电纺丝制备得到低阻高滤透气纤维膜。该制备方法工艺简单，以较低的成本制备得到比表面积大、低阻高滤、透气性、透湿性好的低阻高滤透气纤维膜，具有较大的应用前景，例如敷料、口罩、分离膜等，特别是可作为一种高分子生物医用材料，其制备工艺简单，成本低，可降解，绿色环保。

技术领域

本发明涉及一种低阻高滤透气纤维膜的制备方法，属于纳米复合材料领域。

背景技术

羊毛是具有弹性好、吸湿性强、保暖性好等优点。但由于羊毛价格高，对非织造布的生产来说，使用不多。采用好羊毛生产的非织造布，仅限于针刺制造毛毯、高级针刺毡等不多的一些高级工业用布。一般采用的是羊毛加工中的短毛、粗毛，通过针刺、缝编等方法生产地毯的托垫布、针刺地毯的夹心层、绝热保暖材料等产品。这类羊毛的长度不一，含杂高，可纺性差，加工较困难。

微纳米尺度下的多孔介质具有奇特的热传导和透气特性，自然材料也表现出类似的特性。气体通过丝茧时的水损失和氧扩散，发现丝茧对氧气和水蒸气运输没有任何影响，其透气和透湿性能非常优越，因而蚕茧被誉为“会呼吸的天然纤维”。但是由于分层多孔介质的微观结构通常是无序和极其复杂的，所以很难适当地析并描述其随机结构。分层多孔介质中空气渗透的分形模型表明，气体通量主要取决于气体扩散路径的一些配置。茧的主要组成有三层，茧壁外层的丝纤维相对较厚，平均直径为26μm；内层中的蚕丝纤维相对较薄，平均直径为16μm。此外，由于茧壁内层的细纤维是被密集包装的，所以导致了微小孔隙气体和蒸汽扩散现象的出现。沿茧壁厚度方向，不同层孔隙尺寸会逐渐变化，这赋予了茧分层气体路径。

羊毛和蚕茧制品在许多高科技领域的应用，如伤口敷料、口罩和膜蒸馏。对于上述应用来说，透气性是实际应用的关键指标。特别的，就伤口敷料而言，良好的透气性为其中的细胞增殖提供了更好的微环境。

由于纳米膜的高孔隙率，高比表面积、可控的纤维直径和膜厚度等有价值的发现，纳米纤维膜已引起越来越多的关注，人们开始在在基础研究和实际应用大力发展。同时，因为静电纺丝技术作为制备纳米纤维的最简便的方法，近年来一直受到人们的大力追捧。

许多参数会影响纳米纤维膜的透气性，如纤维直径，膜厚度，膜表面湿度和膜孔隙率。但是迄今为止，对于纳米膜的研究依然很少关注膜结构对膜透气性的影响。因此，对于纳米纤维膜透气性的研究，也是刻不容缓的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低阻高滤透气纤维膜的制备方法，该制备方法操作方便、工艺流程短，且能制备得到具有比表面积大、低阻高滤、透气性、透湿性好等优异物理性能的低阻高滤透气纤维膜。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种制备低阻高滤透气纤维膜的方法，包括以下步骤：

S1、提供适量纺丝原料和溶剂，所述纺丝原料包括PVDF-HFP或PAN；

S2、将所述纺丝原料加入至所述溶剂中，震荡搅拌均匀，配置得到至少一种浓度的纺丝溶液；

S3、将所述纺丝溶液在温度为10-35℃，相对湿度为40-60％的条件下进行静电纺丝，得到低阻高滤透气纤维膜，所述低阻高滤透气纤维膜包括至少两层单层纤维膜，所述单层纤维膜为PVDF-HFP纤维膜或PAN纤维膜，在所述低阻高滤透气纤维膜中，至少两层单层纤维膜由不同浓度的纺丝溶液形成，在所述低阻高滤透气纤维膜中，各层结构顺序为：浓度由高到低或浓度由低到高或浓度由中间高两边低或浓度由中间低两边高的顺序排布。

进一步地，所述低阻高滤透气纤维膜包括四层单层纤维膜，所述单层纤维膜由四种不同浓度的纺丝溶液形成，或者，由三种不同浓度的纺丝溶液形成。

进一步地，所述纺丝溶液的浓度为8wt％-25wt％。