一种复合纤维膜及其制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种复合纤维膜及其制备方法及其应用，所述复合纤维膜包括自下至上依次设置的基材、PHBV纤维膜以及面材，其中，所述PHBV纤维膜包括纳米PHBV纤维和微米PHBV纤维。本发明专利技术提供的技术方案中，PHBV纤维膜包括纳米PHBV纤维与微米PHBV纤维共存的分级结构纤维膜，其PM0.3μm过滤效率可达90％以上，且PHBV为生物来源材料，降解速率快。将制备成功的PHBV分级结构纤维膜与基材与面材复合成为三层夹心结构，即可制备驻极材料不易失效的高效低阻的可降解复合纤维膜。低阻的可降解复合纤维膜。低阻的可降解复合纤维膜。

【技术实现步骤摘要】
一种复合纤维膜及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及材料领域，具体涉及一种复合纤维膜及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]大气颗粒物(PMs)污染目前已成为全球关注的前沿问题之一，对公众健康构成巨大负担。而目前采取的公众健康防护措施主要为佩戴PP口罩隔绝PMs，然而PP口罩作为不可降解塑料，其大量使用将对环境产生巨大压力。因此，开发一种高效低阻的可降解口罩对提升公众健康状况及保护生态环境具有较大意义。PMs是多种大气污颗粒的混合物，按照其流体力学体积可主要分为PM0.3、PM2.5和PM10三种，分别指流体力学粒径在0.3、2.5和10μm及以下的颗粒物。其中PM0.3因其穿透能力极强，传播距离极长，具有穿透人体的细小气道的能力，且PM0.3可携带各种细菌和病毒，一旦其进入人体内部，将有一定概率诱发心血管和呼吸道疾病，对人体具有极大危害。当前的商用口罩基本上为不可降解的PP材质，因此这百万吨不可降解塑料垃圾将对环境产生巨大压力。因此寻找生物可降解材料制备高性能口罩迫在眉睫。
[0003]传统PP口罩的构造主要为驻极材料附着在微米级纤维(3微米左右)上形成改性的微米PHBV纤维膜，其生产方式通常为熔体纺丝加驻极颗粒极化，即在PP熔体中加入相应的驻极材料进行熔体纺丝后再将得到的纤维膜放置于强电场中使得驻极材料极化后带静电，这样得到的改性PP微米PHBV纤维膜的微米PHBV纤维对PM2.5、PM10具有一定的物理拦截能力，同时带静电的驻极颗粒对PMs具有较强的静电吸附，因此其对PM2.5的过滤效率普遍可以达到99％以上。然而由于其纤维直径较粗，孔径较大，无法对纳米级别的PM0.3进行有效的拦截与吸附，且人体呼出气体中带有的水汽容易导致驻极材料失效，而一旦驻极材料失效，PP口罩对PMs的过滤效率将急剧降低，因此PP口罩的有效使用时间很短，通常在4小时左右。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的是提出了一种复合纤维膜及其制备方法与应用，以解决现有技术中，微米PHBV纤维膜无法对纳米级别的PM0.3进行有效的拦截与吸附，且人体呼出气体中带有的水汽容易导致驻极材料失效的问题。
[0005]本专利技术提出了一种复合纤维膜，包括自下至上依次设置的基材、PHBV纤维膜以及面材，其中，所述PHBV纤维膜包括纳米PHBV纤维和微米PHBV纤维。
[0006]可选地，所述纳米PHBV纤维的直径小于或等于50nm；和/或，
[0007]所述微米PHBV纤维的直径2～10μm；和/或，
[0008]所述PHBV纤维膜的厚度为50～200μm。
[0009]可选地，所述纳米PHBV纤维与所述微米PHBV纤维的体积比为(1.5～4):1。
[0010]可选地，所述基材的材质包括PVA水刺无纺布、PLA无纺布、壳聚糖无纺布以及离型纸中的任意一种；和/或，
[0011]所述面材的材质包括PVA水刺无纺布、PLA无纺布、壳聚糖无纺布以及离型纸中的任意一种。
[0012]本专利技术还提出了一种复合纤维膜的制备方法，所述复合纤维膜包括自下至上依次设置的基材、PHBV纤维膜以及面材，其中，所述PHBV纤维膜包括纳米PHBV纤维和微米PHBV纤维。包括以下步骤：
[0013]S10、提供接收基底；
[0014]S10、配置PHBV的HFP溶液，并在接收基底上对PHBV的HFP溶液进行静电纺丝，得PHBV纤维膜；
[0015]S30、在PHBV纤维膜上复合面材，得到复合纤维膜。
[0016]可选地，步骤S10中，PHBV的HFP溶液中，PHBV的浓度为4wt.％～8wt.％。
[0017]可选地，步骤S20中，
[0018]接收基底包括PVA水刺无纺布，PVA水刺无纺布的密度为20～30g/m2；或，
[0019]接收基底包括PLA无纺布，PLA无纺布的密度为25～35g/m2；或，
[0020]接收基底包括壳聚糖无纺布，壳聚糖无纺布的密度为30～40g/m2。
[0021]可选地，步骤S20中，
[0022]静电纺丝的湿度为60RH％～95RH％；和/或，
[0023]静电纺丝的电压为15～20kV；和/或，
[0024]静电纺丝的纺丝距离为15～30cm；和/或，
[0025]静电纺丝的推进速度为1～2mL/h。
[0026]本专利技术还提出了一种医疗防护用品，包括所述的复合纤维膜，所述复合纤维膜包括自下至上依次设置的基材、PHBV纤维膜以及面材，其中，所述PHBV纤维膜包括纳米PHBV纤维和微米PHBV纤维。
[0027]可选地，所述医疗防护用品，包括口罩。
[0028]本专利技术提供的技术方案中，PHBV纤维膜包括纳米PHBV纤维与微米PHBV纤维共存的分级结构纤维膜，其PM0.3μm过滤效率可达90％以上，且PHBV为生物来源材料，降解速率快。将制备成功的PHBV分级结构纤维膜与基材与面材复合成为三层夹心结构，即可制备驻极材料不易失效的高效低阻的可降解复合纤维膜。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0030]图1为本专利技术实施例1制备的复合纤维膜的结构示意图；
[0031]图2为本专利技术实施例1制备的复合纤维膜的示意图；
[0032]图3为本专利技术实施例2制备的复合纤维膜的示意图；
[0033]图4为本专利技术实施例3制备的复合纤维膜的示意图；
[0034]图5为本专利技术实施例4制备的复合纤维膜的示意图。
[0035]本专利技术提供的实施例附图标号说明：
[0036]标号名称标号名称100复合纤维膜21纳米PHBV纤维1基材22微米PHBV纤维2PHBV纤维膜3面材
[0037]本专利技术目的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0038]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。此外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本专利技术要求的保护范围之内。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0039本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合纤维膜，其特征在于，包括自下至上依次设置的基材、PHBV纤维膜以及面材，其中，所述PHBV纤维膜包括纳米PHBV纤维和微米PHBV纤维。2.如权利要求1所述的复合纤维膜，其特征在于，所述纳米PHBV纤维的直径小于或等于50nm；和/或，所述微米PHBV纤维的直径为2～10μm；和/或，所述PHBV纤维膜的厚度为50～200μm。3.如权利要求1所述的复合纤维膜，其特征在于，所述纳米PHBV纤维与所述微米PHBV纤维的体积比为(1.5～4):1。4.如权利要求1所述的复合纤维膜，其特征在于，所述基材的材质包括PVA水刺无纺布、PLA无纺布、壳聚糖无纺布以及离型纸中的任意一种；和/或，所述面材的材质包括PVA水刺无纺布、PLA无纺布、壳聚糖无纺布以及离型纸中的任意一种。5.如权利要求1至4任意一项所述的复合纤维膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S10、提供接收基底；S10、配置PHBV的HFP溶液，并在接收基底上对PHBV的HFP溶液进行静电纺丝，得PHBV...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈柔羲，王湘麟，陈健，陈明伊，曾元，
申请(专利权)人：台州深南纳维新材料科技有限公司深圳市华新纳微科技有限公司，
类型：发明
国别省市：