[发明专利]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

权利要求书

1.一种具有多级连通孔结构的单向导湿纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将水溶性聚合物和非水溶性聚合物共混溶于水溶溶剂中，制备水溶性纺丝原液，将上述水溶性纺丝原液加入到静电纺丝装置中进行静电纺丝，所得纤维膜收集在接收基材上形成一层共混物纳米纤维膜A；

将疏水性聚合物溶于疏水溶剂中，制备疏水性纺丝原液，将上述疏水性纺丝原液加入到静电纺丝装置中进行静电纺丝，所得纤维膜沉积在共混物纳米纤维膜A上形成一层疏水纳米纤维膜B，撕去接收基材后得到双层复合纳米纤维膜；

通过相分离-沥滤法制备多级连通孔结构的纳米纤维膜：将上述双层复合纳米纤维膜放入盛有水的玻璃容器中，再将所述玻璃容器置于恒温水浴锅中加热12小时，沥滤出聚合物而致孔形成纳米多孔纤维A’，获得具有多级连通孔结构的双层复合纳米纤维膜；

配置以水与乙醇为混合溶剂的氢氧化钠碱溶液，其中水与乙醇的比例为7:3，将上述具有多级连通孔结构的双层复合纳米纤维膜置于碱溶液中，水浴加热，反应后的纤维膜在去离子水中洗涤至中性烘干，获得所述具有多级连通孔结构的单向导湿纳米纤维膜。

2.根据权利要求1所述的具有多级连通孔结构的单向导湿纳米纤维膜的制备方法，其特征在于：所述水溶性聚合物为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚环氧乙烷、聚丙烯酸钠和聚丙烯酰胺中的任意一种或几种的组合；所述非水溶性聚合物为聚丙烯腈、醋酸纤维素、乙基纤维素、聚对苯二甲酸乙二酯中的任意一种或几种的组合。

3.根据权利要求1所述的具有多级连通孔结构的单向导湿纳米纤维膜的制备方法，其特征在于：所述水溶溶剂为丙酮、乙酸、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、异丙醇、四氢呋喃、甲酸、乙醇、乙二醇、丙三醇、二氯甲烷、三氯甲烷和三氟乙酸中的任意一种或多种的组合。

4.根据权利要求1所述的具有多级连通孔结构的单向导湿纳米纤维膜的制备方法，其特征在于：所述水溶性纺丝原液中水溶性聚合物与非水溶性聚合物的质量分数比为1:4-2:1，总的质量分数为5-30％。

5.根据权利要求1所述的具有多级连通孔结构的单向导湿纳米纤维膜的制备方法，其特征在于：所述第一步和第二步中的静电纺丝的电压为10-50kV，接收距离为10-30cm，纺丝溶液的灌注速度为0.5-5mL/h，所得纤维直径为50nm-1μm，纤维膜平均孔径为0.1-5μm，厚度为10-150μm。

6.根据权利要求1所述的具有多级连通孔结构的单向导湿纳米纤维膜的制备方法，其特征在于：所述疏水聚合物为聚氨酯、聚苯乙烯、聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯中的任意一种或多种的组合。

7.根据权利要求1所述的具有多级连通孔结构的单向导湿纳米纤维膜的制备方法，其特征在于：所述疏水溶剂为丙酮、四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺和N,N-二甲基乙酰胺中的任意一种或两种以上。

8.根据权利要求1所述的具有多级连通孔结构的单向导湿纳米纤维膜的制备方法，其特征在于：所述共混物纳米纤维膜A经沥滤后形成的纳米多孔纤维A’的孔径为10～50nm，比表面积为20～70m2/g。

9.根据权利要求1所述的具有多级连通孔结构的单向导湿纳米纤维膜的制备方法，其特征在于：所述氢氧化钠碱溶液的浓度为0.5-2.5M，碱处理亲水改性后的纳米多孔纤维膜A’的接触角小于等于30°。

10.一种具有多级连通孔结构的单向导湿纳米纤维膜，其特征在于：由权利要求1-9所述方法制成，包括亲水层与疏水层，所述亲水层由碱处理亲水改性的纳米多孔纤维组成。