一种基于熔喷基材纳米纤维的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于熔喷基材纳米纤维的制备方法，具体按照以下步骤实施：步骤1，配置静电纺丝液体；步骤2，静电纺丝工艺制备基于熔喷基材纳米纤维。本发明专利技术一种基于熔喷基材纳米纤维的制备方法，对聚乙烯醇进行改性为水溶性，加入有机硅交联剂，纺丝液粘度增加，使得纤维拉伸强度提高，纤维直径变小，利用材料特性完全物理复合，然后通过托辊、纠偏器的辅助，最后被收卷系统整理成卷状滤材，最终获得高效低阻纳米纤维成品，解决了现有技术制备的过滤材料存在过滤效率低、成本高的问题。成本高的问题。成本高的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于熔喷基材纳米纤维的制备方法


[0001]本专利技术属于口罩过滤材料制备
，涉及一种基于熔喷基材纳米纤维的制备方法。

技术介绍

[0002]过滤芯材是现在使用范围最广，应用场景最多的一种材料，与人们的生活密切相关。近年来，随着社会的快速发展，环境污染问题也日趋突出，颗粒物(PM)污染已经给人们的健康带来了严重的威胁。现有的空气滤材大多存在滤除效率低、质量因数低、驻极体失效带来的安全隐患以及对超细颗粒的捕获效率低等问题。当未经净化的空气流经普通过滤纤维时，只有少数颗粒能撞击并吸附在薄纤维上，而几乎没有任何颗粒能附着在厚纤维上。纤维之间存在大量的空隙间隔，粗大的纤维与PM2.5颗粒之间没有足够的有效接触，尤其是化学相互作用。大多数商业过滤器中的纤维只是对含PM2.5的空气流动起到物理屏障的作用，很少有纤维能被动吸附这些微小颗粒，导致去除效果较差，过滤效率低、成本高。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种基于熔喷基材纳米纤维的制备方法，解决了现有技术制备的过滤材料存在过滤效率低、成本高的问题。
[0004]本专利技术所采用的技术方案是，一种基于熔喷基材纳米纤维的制备方法，具体按照以下步骤实施：
[0005]步骤1，配置静电纺丝液体；
[0006]步骤2，静电纺丝工艺制备基于熔喷基材纳米纤维。
[0007]本专利技术的特点还在于：
[0008]步骤1具体按照以下步骤实施：
[0009]步骤1.1，按重量百分比分别称取以下组分：醇解度为87％
‑
89％的聚乙烯醇7％
‑
10％、纯净水90％
‑
93％；将搅拌桨置入称量好的纯净水杯中，开启搅拌，观察溶液中无结晶颗粒且均匀时，停止搅拌；静置至泡沫完全消失；
[0010]步骤1.2，将二氧化硅粉末放入容器中，超声分散1h后，取相对于聚乙烯醇重量4％的二氧化硅粉末，加入步骤1.1搅拌好的溶液中；以270r/min，转速搅拌至均匀时停止，静置；
[0011]步骤1.3，在步骤1.2得到的溶液中，称取溶液重量3％的有机硅交联剂加入，得到配置好的纺织液，纺织液配置完成；缓慢加入有机硅交联剂，以270r/min的转速继续搅拌，至均匀，停止，静置。
[0012]步骤2具体按照以下步骤实施：
[0013]步骤2.1，将步骤1配置好的纺丝液加入静电纺丝机的供液系统，在微量泵的推动下，供入封闭的液槽中，形成纳米级纤维；
[0014]步骤2.2，滤阻不大于15Pa的熔喷无纺布基材由放卷系统，匀速进入纺丝舱内，贴
负极板运行过程中，使得静电舱内形成的纳米纤维被接收附着在基材上，即得基于熔喷基材纳米纤维。
[0015]步骤1.1的转速调至270r/min
‑
300r/min，把称量好的聚乙烯醇缓慢加入纯净水中。
[0016]步骤1.1搅拌过程中，保持溶液温度在20℃
‑
25℃，截止聚乙烯醇全部加入时开始计时，持续搅拌45h
‑
50h。
[0017]步骤2.1当纺丝液在每个纺丝头的尖端形成球状液滴时，设备正电压30KV，负电压5KV的静电场中。
[0018]本专利技术的有益效果是：本专利技术一种基于熔喷基材纳米纤维的制备方法，解决了现有技术制备的过滤材料存在过滤效率低、成本高的问题。本专利技术不需要任何化学胶或者热压辊进行复合，利用材料特性完全物理复合，然后通过托辊、纠偏器的辅助，最后被收卷系统整理成卷状滤材。运用静电纺丝技术的纤维孔隙率可达80％
‑
90％，大比表面积、强吸附力。静电纺纳米纤维有极大的比表面积，大大增加了颗粒沉积在纤维滤材表面的几率，对过滤效果产生巨大的改观。
附图说明
[0019]图1是本专利技术实施例1制备的基于熔喷基材纳米纤维在5000倍下的扫描电镜图；
[0020]图2是本专利技术实施例1制备的基于熔喷基材纳米纤维在10000倍下的扫描电镜图；
[0021]图3是本专利技术实施例2制备的基于熔喷基材纳米纤维在5000倍下的扫描电镜图；
[0022]图4是本专利技术实施例2制备的基于熔喷基材纳米纤维在10000倍下的扫描电镜图。
具体实施方式
[0023]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。
[0024]本专利技术提供一种基于熔喷基材纳米纤维的制备方法，具体按照以下步骤实施：
[0025]步骤1，配置静电纺丝液体
[0026]步骤1.1，按重量百分比分别称取以下组分：醇解度为87％
‑
89％的聚乙烯醇7％
‑
10％、纯净水90％
‑
93％；将搅拌桨置入称量好的纯净水杯中，开启搅拌，转速调至270r/min
‑
300r/min，把称量好的聚乙烯醇缓慢加入纯净水中；搅拌过程中，保持溶液温度在20℃
‑
25℃，截止聚乙烯醇全部加入时开始计时，持续搅拌45h
‑
50h；观察溶液中无结晶颗粒且均匀时，停止搅拌；静置至泡沫完全消失；
[0027]步骤1.2，将二氧化硅粉末放入容器中，超声分散1h后，取相对于聚乙烯醇重量4％的二氧化硅粉末，加入步骤1.1搅拌好的溶液中；以270r/min，转速搅拌至均匀时停止，静置；
[0028]步骤1.3，在步骤1.2得到的溶液中，称取溶液重量3％的有机硅交联剂加入，得到配置好的纺织液，纺织液配置完成；缓慢加入有机硅交联剂，以270r/min的转速继续搅拌，至均匀，停止，静置。
[0029]步骤2，静电纺丝工艺制备基于熔喷基材纳米纤维
[0030]步骤2.1，将步骤1配置好的纺丝液加入静电纺丝机的供液系统，在微量泵的推动下，供入封闭的液槽中，当纺丝液在每个纺丝头的尖端形成球状液滴时，设备正电压30KV，
负电压5KV的静电场中，形成纳米纤维；
[0031]步骤2.2，滤阻不大于15Pa的熔喷无纺布基材由放卷系统，匀速进入纺丝舱内，贴负极板运行过程中，使得静电舱内形成的纳米纤维被接收附着在基材上，即得基于熔喷基材纳米纤维。
[0032]在本专利技术一种基于熔喷基材纳米纤维的制备方法中：聚乙烯醇为基础材料，PVA醇解度为87％
‑
89％，对其进行改性为水溶性，不论在冷水或是热水中都能很快的溶解且表现出最大的溶解度。步骤1的原料改性PVA自身具有超强附着力，使部分成分皂化，还具有优异的保胶能力和表面活性性能，耐油性极高；不受弱酸、弱碱(酯、酮、高级醇、烃类等有机溶剂的影响)；在不同的应用场景，加入不同的助剂，如口罩中加入耐水性助剂，会与水溶性PVA的基团发生化学反应，形成分子间的网状结构，提高整个成膜的耐水性能及交联强度，又不会影响纳米纤维的降解性，还具有吸湿性，甚至在高温下仍保持不黏和干燥，对许多气体都有高度的不透性。步骤2不需要任何化学胶或者热压辊进行复合，利用材料特性完全物理复合，然后本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于熔喷基材纳米纤维的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤1，配置静电纺丝液体；步骤2，静电纺丝工艺制备基于熔喷基材纳米纤维。2.根据权利要求1所述的一种基于熔喷基材纳米纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤1具体按照以下步骤实施：步骤1.1，按重量百分比分别称取以下组分：醇解度为87％
‑
89％的聚乙烯醇7％
‑
10％、纯净水90％
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93％；将搅拌桨置入称量好的纯净水杯中，开启搅拌，观察溶液中无结晶颗粒且均匀时，停止搅拌；静置至泡沫完全消失；步骤1.2，将二氧化硅粉末放入容器中，超声分散1h后，取相对于聚乙烯醇重量4％的二氧化硅粉末，加入步骤1.1搅拌好的溶液中；步骤1.3，在步骤1.2得到的溶液中，称取溶液重量3％的有机硅交联剂加入，得到配置好的纺织液，纺织液配置完成。3.根据权利要求2所述的一种基于熔喷基材纳米纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤2具体按照以下步骤实施：步骤2.1，将步骤1配置好的纺丝液加入静电纺丝机的供液系统，在微量泵的推动下，供入封闭的液槽中，形成纳米级纤维；步骤2.2，滤阻不大于15Pa的熔喷无纺布基...

【专利技术属性】
技术研发人员：张敏，李红博，李栋，赵伟，李文博，李金锁，李亚绪，李鑫，魏海峰，
申请(专利权)人：陕西容纳材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：