[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

说明书

本发明公开了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，其步骤包括：将水溶性聚合物和非水溶性聚合物共混溶于溶剂中，利用静电纺丝技术制备共混物纳米纤维膜A；将疏水性聚合物溶于溶剂中，利用静电纺丝技术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，共混物纳米纤维膜A经过沥滤致孔形成纳米多孔纤维膜A’，从而获得具有多级连通孔结构的双层复合纳米纤维膜；再将上述双层复合纳米纤维膜进行碱处理水解，增强纳米多孔纤维膜A’的亲水性，从而获得所述具有多级连通孔结构的单向导湿纳米纤维膜。

技术领域

本发明涉及本发明属于功能性微纳米复合纤维材料技术领域，特别涉及一种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。

背景技术

自然界中普遍存在着定向导液现象，即液体在物理、化学作用力下沿着单一方向进行运动。1992年，Chaudhury和Whitesides首次报导了液滴在非对称表面张力的驱动下可以沿着二维固体表面疏水处向亲水处方向进行定向移动。单向导湿织物即是利用定向导液现象开发的一种吸湿快干功能性纺织品，其在厚度方向上通常存在着亲/疏水的润湿性差异，当疏水面与人体相接触时，人体产生的汗液可在润湿性梯度的作用下通过疏水层而被亲水层及时导走，且不返渗，使人体感觉干爽舒适，为人体提供舒适的穿着微环境，在运动服装、纸尿裤、医用敷料等领域表现出巨大的应用潜力。

静电纺纤维膜具有直径细、比表面积大、孔道连通性好等优势，在功能性纺织品领域具有巨大的发展潜力。结合静电纺丝与相分离沥滤技术可以制备具有超高比表面积的纳米多孔纤维膜，其丰富的纳米孔结构与连通的毛细孔道可以大幅度增强水分的传导与释放性能，因此本发明将纳米多孔纤维膜引入到单向导湿纳米纤维膜的设计中，进一步改善纳米纤维膜的单向导湿性能。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出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，能够使复合膜中亲水层经造孔与碱处理亲水改性后润湿性大幅度增强，扩大了与疏水层之间的阶跃润湿梯度，有利于水分由疏水层向亲水层单向传导，实现内层速干。

本发明还提出一种由上述具有多级连通孔结构的单向导湿纳米纤维膜的制备方法制备的具有多级连通孔结构的单向导湿纳米纤维膜。

根据本发明的第一方面实施例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，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，在50℃下水浴加热30min，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。

根据本发明实施例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，至少具有如下有益效果：

(1)本发明的复合膜中的疏水层与亲水层之间形成了微米孔-纳米孔的多级连通孔道，在差动毛细效应的作用下，水分的传导与散失效率更高；