一种过滤用复合材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及一种过滤用复合材料及其制备方法与应用，属于过滤材料领域。本发明专利技术的过滤用复合材料的制备方法包括以下步骤：在木醋杆菌菌液中加入无菌布料，在27

【技术实现步骤摘要】
一种过滤用复合材料及其制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及过滤材料领域，尤其涉及一种过滤用复合材料及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]目前，医用口罩基本都有三层无纺布结构，简称SMS结构：内外两层为单层纺粘层(spunbond)无纺布，中间为单层或多层的熔喷层(meltblown)无纺布。中间层熔喷无纺布是口罩防护的核心层，其纤维直径可以达到1
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5μm，具有更大的比表面积和更高的孔隙率，作为最重要的是阻隔层，用于过滤飞沫、颗粒或细菌。
[0003]熔喷无纺布主要通过静电吸附对病毒及含病毒颗粒进行拦截。静电吸附的静电主要由口罩中间的聚丙烯熔喷布层提供，这层熔喷布被提前通过电晕驻极(也有少数是通过水驻极)的方法注入了电荷，并且这部分电荷在正常储存时可以长时间存在。当空气中的颗粒通过口罩时就会被增加的静电作用吸附上去，从而在不提高呼吸阻力的情况下，大大地提高整体过滤效率。静电吸附对于机械过滤很难拦截的0.1到0.4μm之间的颗粒过滤起到了至关重要的作用。但是在静电消耗后就失去了对病毒及含病毒颗粒的拦截。
[0004]口罩静电消耗后，难以实现长时间使用。75％的酒精可以消杀病毒，并且很有效，但是酒精对口罩聚丙烯电荷的消解却是很快的。比如酒精浸泡，会大大地降低口罩的阻隔能力。实际上，和酒精同属于醇类的异丙醇，去除口罩中电荷的能力比酒精还要强，这是因为异丙醇和聚丙烯的结构更加接近，更容易进入聚丙烯熔喷布中并和纤维表面亲密接触，通过溶胀效应拉大分子空间，使得电荷更快地跑掉。口罩在佩戴时会积累一定量的水份，这些水份中的离子浓度会高一些，可能会耗散口罩中的电荷；空气中的粒子在不断地被口罩纤维拦截的过程中也可能会消解一部分口罩中的电荷；佩戴过程中的反复呼吸以及摘戴，也可能会对纤维堆积结构产生局部扩孔的影响。佩戴后的口罩滤效确实会明显下降，而且因人而异，导致过滤效数据离散性大。也就是说佩戴行为对口罩的过滤性能是有明显影响的。因此在口罩长期使用的过程中不仅需要选择初始过滤性能较高的口罩还需要充分考虑佩戴后过滤性能的保持能力。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足之处而提供一种能够长期过滤细小颗粒和微生物、并且具有长效抑菌作用的过滤用复合材料及其制备方法与应用。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
[0007]第一方面，本专利技术提供了一种过滤用复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0008]在木醋杆菌菌液中加入无菌布料，在27
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30℃下静置培养12
‑
24h，清洗，干燥，得到布料
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细菌纤维素复合材料；所述无菌布料为无菌无纺布或无菌棉布；
[0009]将Ce盐水溶液、氨水溶液与布料
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细菌纤维素复合材料放入微波管中通过微波合成技术制备得到过滤用复合材料。
[0010]本专利技术通过选取能够分泌细菌纤维素的木醋杆菌与无菌布料共培养制备得到布
料
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细菌纤维素复合材料，再通过微波合成技术将纳米CeO2负载至复合材料表面，所得过滤用复合材料具有长期过滤细小颗粒和微生物、以及长效抑菌的优点。细菌纤维素的分泌过程是一个低能耗、可持续的绿色过程，通过本专利技术制备方法得到的细菌纤维素直径小(4nm)，细菌纤维素与无菌布料纤维相互交织形成网状连通、孔道弯曲复杂的超精细三维结构，这些超精细三维结构的存在能够更好得过滤空气中的细小颗粒和微生物的同时不会导致复合材料的气阻提高。
[0011]本专利技术的木醋杆菌菌液与无菌布料在27
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30℃下静置培养12
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24h，能够使木醋杆菌分泌的细菌纤维素更好地附着在无菌布料纤维中，并且分泌的细菌纤维素直径更小(4nm)，若是培养时间大于24h，木醋杆菌分泌的细菌纤维素过多，使过滤用复合材料的气阻升高，不符合实际生产需求；若是培养时间小于12h，木醋杆菌分泌的细菌纤维素过少，得到的过滤用复合材料过滤效果低。
[0012]作为本专利技术所述过滤用复合材料的优选实施方式，所述木醋杆菌菌液由以下步骤制备得到：
[0013]将木醋杆菌菌种在琼脂培养基上活化，挑取单菌落至液体培养基中，27
‑
30℃静置培养3天，得到1代菌液；
[0014]将1代菌液加入至液体培养基中，27
‑
30℃静置培养3天，得到2代菌液；所述1代菌液与液体培养基体积比为1代菌液：液体培养基＝(6
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6.25)：100；
[0015]将2代菌液加入至液体培养基中，得到木醋杆菌菌液；所述2代菌液与液体培养基体积比为2代菌液：液体培养基＝(20
‑
22)：100
[0016]在优选参数条件下，制备得到的木醋杆菌菌液中的木醋杆菌均处于分泌细菌纤维素的旺盛时期，能够更高效地分泌细菌纤维素，使细菌纤维素与无菌布料纤维更好地结合，得到过滤效果更好地复合材料。
[0017]作为本专利技术所述过滤用复合材料的优选实施方式，所述液体培养基包含20g/L葡萄糖、5g/L酵母浸粉、5g/L蛋白胨、1.15g/L无水柠檬酸和6.8g/L磷酸氢二钠十二水合物。在此培养基下培养的木醋杆菌具有更强的细菌纤维素分泌能力，能够使细菌纤维素更好地与无菌布料的纤维结合。
[0018]作为本专利技术所述过滤用复合材料的优选实施方式，所述菌液和液体培养基的总体积与无菌布料的比值为200ml：(150
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300)cm2。
[0019]在优选配比条件下，木醋杆菌分泌的细菌纤维素能够均匀分布在无菌布料纤维中，得到的过滤用复合材料的过滤性能、阻隔效率和透气性能效果更佳。
[0020]作为本专利技术所述过滤用复合材料的优选实施方式，所述微波合成技术的条件为：反应温度120
‑
180℃，反应时间2
‑
6min，工作频率2
‑
6GHz。在此优选参数条件下，纳米CeO2能够均匀分散、稳定地负载在细菌纤维素上，从而使过滤用复合材料的长效抗菌、抗病毒效果较好。
[0021]本专利技术制备的过滤用复合材料中的细菌纤维素含有大量的羟基，在微波合成技术的作用下能够成为纳米CeO2的成核点，使纳米CeO2更好地负载在过滤用复合材料的纤维中。
[0022]作为本专利技术所述过滤用复合材料的优选实施方式，所述微波合成技术的条件为：反应温度140
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180℃，反应时间3
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5min，工作频率3
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5GHz。在此优选参数条件下，纳米CeO2能够更均匀分散、稳定地负载在细菌纤维素上，从而使过滤用复合材料的长效抗菌、抗病毒效
果更好。
[0023]作为本专利技术所述过滤用复合材料的优选实施方式，所述微波合成技术的条件为：反应温度150℃，反应时间3min，工作频率4GHz。在此优选参数条件下，纳米CeO2能够更均匀分散、稳定地负载在细本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种过滤用复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：在木醋杆菌菌液中加入无菌布料，在27
‑
30℃下静置培养12
‑
24h，清洗，干燥，得到布料
‑
细菌纤维素复合材料；所述无菌布料为无菌无纺布或无菌棉布；将Ce盐水溶液、氨水溶液与布料
‑
细菌纤维素复合材料放入微波管中通过微波合成技术制备得到过滤用复合材料。2.如权利要求1所述的过滤用复合材料的制备方法，其特征在于，所述木醋杆菌菌液由以下步骤制备得到：将木醋杆菌菌种在琼脂培养基上活化，挑取单菌落至液体培养基中，27
‑
30℃静置培养3天，得到1代菌液；将1代菌液加入至液体培养基中，27
‑
30℃静置培养3天，得到2代菌液；所述1代菌液与液体培养基体积比为1代菌液：液体培养基＝(6
‑
6.25)：100；将2代菌液加入至液体培养基中，得到木醋杆菌菌液；所述2代菌液与液体培养基体积比为2代菌液：液体培养基＝(20
‑
22)：100。3.如权利要求1所述的过滤用复合材料的制备方法，其特征在于，所述木醋杆菌菌液与无菌布料的比值为木醋杆菌菌液：无菌布料＝(200
‑
250)ml：(150
‑
300)cm2。4.如权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：卡萨尔斯梅卡达尔埃乌达尔，刘兴菲，曾牡玲，杨惠玲，郭东东，居世杰，张旭，唐洁，林轶超，张宇萍，李小芳，
申请(专利权)人：侨欧江门新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：