[发明专利]一种可降解纳米纤维空气过滤材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种可降解纳米纤维空气过滤材料及其制备方法，该可降解纳米纤维空气过滤材料包括无纺布基材和沉积于无纺布基材上的纳米纤维层；纳米纤维层由可降解聚合物经静电纺丝法制备得到；纳米纤维层中负载有驻极体颗粒。制备方法包括将可降解聚合物与溶剂混合均匀得到聚合物溶液；向聚合物溶液中加入驻极体颗粒与表面活性剂，分散均匀得到纺丝溶液；以无纺布为接收基材，以纺丝溶液为原料，经静电纺丝技术制备得到可降解纳米纤维空气过滤材料。本发明制备的降解纳米纤维空气过滤材料，在保证过滤效率高、过滤阻力低的同时，在自然条件下还可完全降解，是一种环境友好型空气过滤材料。

技术领域

本发明涉及空气过滤材料的技术领域，尤其涉及一种可降解纳米纤维空气过滤材料及其制备方法。

背景技术

当前，我国大气污染形式严峻，随着经济的飞速发展，各类能源消耗都比较大，工业生产和和日常生活中不可避免的会产生有害气体和粉尘微粒。研究表明，小于10μm的尘埃颗粒能够渗入人体的支气管、肺，甚至是血液内，诱发呼吸道、心脑血管疾病，严重的还会导致肺癌、鼻咽癌患病率的增加。

口罩、空气净化器等个人防护用具，由于具有成本低、防护效果好、使用灵活等优点，现已成为人们应对大气污染的主要防护措施。这些过滤材料的核心部件是具有相互连接的网状结构的多孔纤维滤材。其主要工作原理是利用多孔材料的高比表面积以及各种微孔结构对物质的强吸附能力，实现对颗粒物的有效过滤去除。

静电纺丝技术是一种借助高压静电作用对聚合物溶液或熔体进行喷射拉伸而获得纳米级纤维的纺丝方法。静电纺丝法制备的聚合物纤维过滤材料，纤维直径细，内部孔径连通性好，具有孔隙率高、比表面积大、过滤效率高、空气阻力低及克重低等有点，成为当前过滤材料研究领域的热点。

目前市面上的纤维过滤材料多为难降解的熔喷聚丙烯无纺布，在使用废弃后会对环境造成二次污染。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明公开了一种可降解纳米纤维空气过滤材料，在保证过滤效率高、过滤阻力低的同时，在自然条件下还可完全降解，是一种环境友好型空气过滤材料。

具体技术方案如下：

一种可降解纳米纤维空气过滤材料，包括无纺布基材和沉积于所述无纺布基材上的纳米纤维层；

所述纳米纤维层由可降解聚合物经静电纺丝法制备得到；

所述纳米纤维层中负载有驻极体颗粒。

本发明公开的可降解纳米纤维空气过滤材料以可降解聚合物为原料，再加入驻极体颗粒，经静电纺丝制备得到。该空气过滤材料的过滤效率高达95％以上，而过滤阻力却不足45Pa，并且在自然条件下可完全降解。

所述无纺布基材选自纺粘无纺布、熔喷无纺布、针刺无纺布、水刺无纺布、热黏合无纺布、气流成网无纺布中的一种或多种；

所述无纺布基材为至少一层。

所述可降解聚合物选自聚己内酯(PCL)、聚-β-羟丁酸(PHB)、聚 (3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯)(PHBV)、聚丁二酸丁二醇酯 (PBS)、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯(PBAT)、聚羟基乙酸(PGA)、聚乳酸(PLA)、聚乙丙交酯(PGLA)中的一种或多种。

所述驻极体颗粒选自电气石、纳米二氧化硅、钛酸钡、锆钛酸铅、氧化锌、氧化钽、氧化铝、氧化钛、氮化硅中的一种或多种。

优选的：

所述可降解聚合物选自聚己内酯、聚(3-羟基丁酸酯-co-3-羟基戊酸酯)、聚己二酸/对苯二甲酸丁二酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚羟基乙酸、聚乳酸、聚乙丙交酯中的一种或多种；

所述驻极体颗粒选自电气石、纳米二氧化硅、氧化锌、氧化铝氮化硅中的一种或多种。