[发明专利]一种除甲醛复合纤维膜的制备方法

摘要

本发明公开了一种除甲醛复合纤维膜的制备方法，其包括以下步骤：（1）聚合物抗菌纤维层制备：用80~90份小分子溶剂将10~20份聚合物A溶解；在100~300rpm搅拌下滴加浓度为0.01~0.1mol/l的抗菌复合物分散液，所述抗菌复合物分散液与聚合物A溶液体积比为8~10:1~2；继续搅拌30~40min，制备抗菌纳米纤维；（2）聚合物除甲醛纤维膜层的制备：将3~8份硅藻土/多孔碳与70~80份聚合物B、0.5~2份抗氧剂、10~15份增塑剂充分混合，制得除甲醛复合纤维；（3）将步骤（1）和步骤（2）制备出的纤维层复合成膜。本发明分别制作抗菌纤维和除甲醛纤维，再复合成膜，通过抗菌复合物和硅藻土/多孔碳的协同作用。使得复合纤维膜具有优异抗菌和除甲醛性能，满足多功能纤维膜的需求，进一步拓宽其应用。

主权项

一种除甲醛复合纤维膜的制备方法，其包括以下步骤：（1）聚合物抗菌纤维层制备：用80份乙醇将20份聚(L‑乳酸)溶解；在200rpm搅拌下滴加浓度为0.04mol/l的抗菌复合物分散液，所述抗菌复合物分散液与聚(L‑乳酸)溶液体积比为8:1；继续搅拌40min，制成抗菌纺丝液，采用溶液静电纺丝方法制备抗菌纳米纤维层；溶液静电纺丝参数设置：纺丝距离12cm，电压20KV，供液速率3mL/h；该抗菌复合物经过偶联剂预处理，具体为将抗菌复合物加入到无水乙醇中，800rpm搅拌2h；逐滴滴加占抗菌复合物质量分数2%的硅烷偶联剂，继续搅拌2h，过滤后烘干；（2）聚合物除甲醛纤维层的制备：将硅藻土/多孔碳加入到无水乙醇中，800rpm搅拌2h；逐滴滴加占硅藻土/多孔碳质量分数2%的硅烷偶联剂，继续搅拌2h，过滤后烘干；再将经上述处理的3份硅藻土/多孔碳与40份聚乙烯、40份聚丙烯、1份抗氧剂168、12份聚酯类增塑剂充分混合，利用熔体静电纺丝技术纺丝，制得除甲醛复合纤维层；熔体静电纺丝的参数设置：纺丝温度为50℃以上，纺丝距离12cm，纺丝电压30kV；所述硅藻土/多孔碳制备方法如下：将5g纤维素，12mg聚苯乙烯磺酸钾和30mL水加入到100mL水热釜中，在180℃烘箱中密封反应10h，经清洗干燥后，在900℃的空气气氛下煅烧1h，得到多孔碳；将纳米硅藻土分散在120mL的水溶液中，浸入多孔碳2h，让纳米材料充分进入孔道中，多次抽滤清洗，干燥得硅藻土/多孔碳，硅藻土与多孔碳的重量比为5:1；（3）通过热压法将步骤（1）和步骤（2）制备出的纤维层复合成膜；其中，所述抗菌复合物分散液中的抗菌复合物通过以下方法制得：（A）制备石墨烯量子点悬浮液：称取0.7gC60粉末，量取80mL质量分数为98％的浓硫酸，将C60粉末和浓硫酸在烧杯中混合，烧杯放在冰水浴中，同时以500rpm的速度搅拌，得混合液；称取2g高锰酸钾粉末，缓慢的加入上述混合液中；移去冰水浴，换成水浴，保持水浴温度30~40℃，反应6h；快速加入200mL纯水，过滤，然后用截留分子量为1000的透析袋透析3天，得石墨烯量子点悬浮液；100rpm速度搅拌石墨烯量子点悬浮液，同时激光辐照45min，激光辐照功率为1.5W；（B）称取氧化锌量子点配制成浓度为0.8mg/mL的分散液，溶剂为水；超声搅拌100mL氧化锌分散液，滴加步骤（A）制得的一半石墨烯量子点悬浮液，继续超声搅拌60min；离心，清洗，烘干，得到石墨烯量子点/氧化锌；（C）石墨烯量子点/氧化锌的表面处理：将0.008g氧化石墨加入到10mL的分散剂中，超声搅拌并加入0.1g石墨烯量子点/氧化锌，继续超声搅拌20min，移至内衬为聚四氟乙烯的微波水热反应釜中，密封后置于微波辅助水热合成仪中，微波功率为300W，220℃下反应60min；冷却，过滤，烘干得表面处理的石墨烯量子点/氧化锌；（D）制备石墨烯量子点/银：超声搅拌另一半石墨烯量子点悬浮液，滴加浓度为0.003mol/L硝酸银溶液，控制反应温度为50℃，滴加浓度为0.05mol/L二水合柠檬酸三钠，继续超声搅拌90min；陈化，清洗，烘干得石墨烯量子点/银；石墨烯量子点悬浮液、硝酸银溶液与二水合柠檬酸三钠的体积比为3:3:2；（E）将0.3g石墨烯量子点/银超声搅拌分散于乙醇中；之后加入体积比4:1的水和氨水，搅拌均匀后加入正硅酸乙酯，与石墨烯量子点/银的质量比为2:1，调节pH值为9~10，反应温度为20~25℃，反应1小时；进行离心并依次用丙酮和去离子水清洗获得沉淀；将该沉淀在90^oC下干燥3h，以得到石墨烯量子点/银/SiO₂；（F）将0.2mol/L钛源加入到1mol/L硫酸溶液中，混合均匀；加入步骤（E）制得的石墨烯量子点/银/SiO₂，升温至100℃，反应3h后，用浓氨水溶液调pH值至7，陈化6小时后，清洗，干燥，得到石墨烯量子点/银/SiO₂/二氧化钛；（G）石墨烯量子点/银/SiO₂/二氧化钛的表面处理：将0.008g氧化石墨加入到8mL的分散剂中，超声搅拌并加入0.2g石墨烯量子点/银/SiO₂/二氧化钛，继续超声搅拌30min，移至内衬为聚四氟乙烯的微波水热反应釜中，密封后置于微波辅助水热合成仪中，微波功率为300W，220℃下反应60min；冷却，过滤，烘干得表面处理的石墨烯量子点/银/SiO₂/二氧化钛；（H）称取多孔石墨烯配制成浓度为0.5mg/mL的石墨烯分散溶液，溶剂为水、丙酮或二甲基亚砜；超声搅拌80mL石墨烯分散溶液，加入步骤（C）制得的石墨烯量子点/氧化锌和步骤（G）制得的石墨烯量子点/银/SiO₂/二氧化钛超声搅拌30min，然后移至聚四氟乙烯的反应釜中，在100℃下保温30min；冷却，离心，清洗，烘干得抗菌复合物。