[发明专利]一种具有抗菌功能的纳米过滤纤维及其制备方法

说明书

本申请公开了一种具有抗菌功能的纳米过滤纤维的制备方法，涉及空气净化领域，制备过程为：(1)将聚合物溶解在溶剂中，在磁力搅拌下，依次加入抗菌剂、二氧化钛溶胶和硅烷偶联剂，并加入超分散剂，然后超声分散一段时间，得到一定浓度的均一混合的聚合物溶液；(2)将步骤(1)中的得到的聚合物溶液加入到纺丝容器中，聚合物溶液经注射泵，在喷丝孔中挤出，在高速气流的推动下，经热辐射作用，牵伸，溶剂挥发，从而形成具有抗菌功能的纳米过滤纤维。本申请含有抗菌效果的纳米抗菌剂，能赋予纤维持久的抗菌性能，且添加了二氧化钛溶胶，改善了纤维的力学性能，实现了高通量和高截留率，具有优异的过滤效果。

技术领域

本发明涉及空气净化领域，尤其涉及一种具有抗菌功能的纳米过滤纤维及其制备方法。

背景技术

过滤纤维分为涤纶、锦纶、丙纶、乙烯四个大类，具有过滤效率高、易脱饼、易清洗、强度大、使用寿命长的优良性能，是新一代过滤材料。但是，由于过滤纤维上截留了大量的残余物质，过滤纤维往往成为细菌滋生的载体。

溶液喷射纺丝法，作为一种新兴的纺丝技术，在制备纳米纤维方面具有很广阔的应用前景，其以高速气流作为驱动力，聚合物溶液经喷丝孔挤出后在高速气流的驱动下形成聚合物射流，在到达接收装置的过程中，射流被进一步牵伸细化，伴随着溶剂的挥发及不稳定运动，纳米级纤维被收集于接收装置上。该方法具有制备工艺简单、可控、生产效率高等优点，且较传统的静电纺丝而言，避免了生产中的高电压，提高了生产安全性能。

基于以上技术问题，本申请进行了采用溶液喷射纺丝法制备有抗菌功能的纳米过滤纤维，能赋予过滤纤维持久的抗菌性能。

发明内容

本申请提供一种具有抗菌功能的纳米过滤纤维及其制备方法，解决了过滤纤维上易于细菌滋生的技术问题，且制备得到的过滤纤维可重复使用，具有高的比表面积，实现了高通量和高截留率，尤其适用于空气净化领域。

本申请的技术方案如下：

一种具有抗菌功能的纳米过滤纤维的制备方法，包括如下步骤：

(1)聚合物溶液的制备：将聚合物溶解在溶剂中，在磁力搅拌下，依次加入抗菌剂、二氧化钛溶胶和硅烷偶联剂，并加入超分散剂，然后超声分散一段时间，得到一定浓度的均一混合的聚合物溶液；

(2)将步骤(1)中的得到的聚合物溶液加入到纺丝容器中，聚合物溶液经注射泵，在喷丝孔中挤出，在高速气流的推动下，经热辐射作用，牵伸，溶剂挥发，从而形成具有抗菌功能的纳米过滤纤维。

作为优选，所述抗菌剂为纳米银系抗菌剂或纳米锌系抗菌剂，添加量为聚合物重量的1-3％，所述纳米银系抗菌剂为硝酸银、氧化银、磺胺嘧啶银中的一种或几种，所述纳米锌系抗菌剂为钼酸锌、氧化锌中的一种或两种。

作为优选，所述聚合物为聚乙烯、聚酰胺、聚丙烯或聚酯，所述超分散剂为聚酯型超分散剂、聚醚型超分散剂或聚烯烃型超分散剂，超分散剂的添加量为聚合物重量的2-4％。

作为优选，所述二氧化钛溶胶中二氧化钛的尺寸为10-40nm，二氧化钛溶胶的添加量为聚合物的1-3％，硅烷偶联剂的添加量为聚合物重量的1-4％。

作为优选，所述溶剂为四氢呋喃、丙酮、二甲基亚砜或N,N-二甲基甲酰胺的一种或多种。

作为优选，所述超声中，超声时间为20-40min，超声功率为500-1000w。

作为优选，所述高速气流的气压为0.1MPa-0.25MPa。

作为优选，所述纳米过滤纤维的尺寸为200-800nm。

一种具有抗菌功能的纳米过滤纤维，所述纤维是经上述制备方法制备得到的。

该具有抗菌功能的纳米过滤纤维可以用于空气净化领域，尤其适用于pm2.5的过滤。