本发明专利技术属于过滤材料技术领域，具体涉及一种复合纳米纤维材料、制备方法及其应用。本发明专利技术公开了一种复合纳米纤维材料，所述复合纳米纤维材料由纺丝溶液经静电纺丝制备而成，所述纺丝溶液包括如下重量原料组分：聚乳酸：5‑30wt％、醋酸纤维素：5‑30wt％、表面活性剂：0.001‑1wt％、电导率调节剂：0.001‑0.5wt％以及溶剂：60‑90wt％。通过加入醋酸纤维素、表面活性剂以及电导率调节剂，使得复合纳米纤维材料的耐热性能和过滤性能提升。使制得的复合纳米纤维材料的生物降解性好、耐热性好、过滤性能好、具备天然抑菌性且成本低廉操作简单，适合规模化生产。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于过滤材料，具体涉及一种复合纳米纤维材料、制备方法及其应用。
技术介绍
1、静电纺丝技术是一种简单、高效制备纳米纤维的技术。其原理是：在高压电场中，带电的纺丝溶液受电场力牵伸细化，并伴随着溶剂挥发，最终沉积在接收装置上，形成纳米纤维膜。静电纺丝纳米纤维具有超高的比表面积和孔隙率、三维连通的纳米级孔隙、纳米级纤维直径，使其所制备的纳米纤维过滤材料具有极好的空气过滤和水过滤性能。
2、中国专利cn114225711a公开了“一种静电纺纳米纤维膜及其制备方法和应用”，该方法将聚乳酸和乙酸纤维素在溶剂中共混纺丝，乙酸纤维素可提高纳米纤维纤维膜的机械强度，同时还具有吸附重金属离子和色素的功能。通过静电纺丝制得的纳米纤维膜可对微米级以下的杂质实现有效过滤，具有良好的透水性，抗水解性，可降解性和耐溶胀能力，可用于制造耐久、长效的过滤材料。但存在纺丝液电导率低，纤维纤维直径无法进一步细化，纺丝效率低、纤维膜致密，孔隙率低，过滤阻力大等缺陷。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的不足，提供一种复合纳米纤维材料、制备方法及其应用，该材料具有可降解、耐热性能好、过滤性能好以及天然的抑菌性；该制备方法操作方便、成本低廉。
2、本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
3、本专利技术的第一目的，提供了一种复合纳米纤维材料，所述复合纳米纤维材料由纺丝溶液经静电纺丝制备而成，所述纺丝溶液包括如下重量原料组分：
4、聚乳酸：5-30wt％
>5、醋酸纤维素：5-30wt％6、表面活性剂：0.001-1wt％
7、电导率调节剂：0.001-0.5wt％
8、溶剂：60-90wt％。
9、进一步地，所述表面活性剂为：聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐单硬脂酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐单棕榈酸酯、十二烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基二甲基苄基氯化铵、四丁基氯化铵、十二烷基苯磺酸钠或十二烷基硫酸钠中的一种或多种。
10、进一步地，所述电导率调节剂为可溶性有机盐或无机盐
11、进一步地，所述可溶性无机盐为：氯化钠、氯化钾、氯化锂、氯化钙、氯化镁中的一种或多种
12、进一步地，所述溶剂包括：丙酮、二氯甲烷、三氯甲烷、dmf、dmac、六氟异丙醇、甲酸、乙酸、三氟乙酸中的一种或多种。
13、本专利技术的第二目的，提供一种复合纳米纤维材料的制备方法，用于制备上述的复合纳米纤维材料，包括步骤：
14、s1.将聚乳酸、醋酸纤维素、表面活性剂和电导率调节剂溶于溶剂中，加热搅拌至完全溶解，静置消泡，得到纺丝溶液；
15、s2.将步骤s1中配置的纺丝液装入静电纺丝机储液装置中，进行静电纺丝，将纳米纤维沉积在可降解无纺布基材上面；
16、s3.将步骤s2中制备的纳米纤维膜干燥去除残留溶剂，收卷成卷，即得所述复合纳米纤维膜。
17、进一步地，步骤s1中，纺丝电压为纺丝电极10-70kv,接收电极负1-20kv；环境温度为25-45℃，湿度为20-40％。
18、进一步地，步骤s2中，可降解接收基材为可降解材料制成的无纺布，包括但不限于棉、麻、丝、毛、粘胶纤维针刺、水刺无纺布，耐热改性的pla、pbat、pbs、pbsa、ppc、pha、pga纺粘、熔喷、水刺、针刺、热风无纺布。
19、进一步地，步骤s1中，纺丝液电导率为50-200us/cm。
20、本专利技术的第三目的，提供一种复合纳米纤维材料作为污水过滤或空气过滤的材料应用。
21、本专利技术的有益效果是：
22、1.本专利技术采用的均为生物可降解材料，产品具有有完全的可生物降解性，废弃后对环境没有污染；聚乳酸水解呈酸性，醋酸纤维素分子中含有大量羟基亲水性好，复合纳米纤维降解性好于单一的聚乳酸纳米纤维或醋酸纤维素纳米纤维。
23、2.醋酸纤维具有高耐热性，本专利技术中聚乳酸/醋酸纤维素复合纳米纤维的耐热性较纯聚乳酸纳米纤维更好，扩宽了聚乳酸纳米纤维的应用范围，增加了聚乳酸纳米纤维的使用寿命。
24、3.本专利技术的纺丝液配方中表面活性剂和电导率调节剂的协同作用，使得所制备的聚乳酸/醋酸纤维素复合纳米纤维膜相对于常规纳米纤维膜纤维直径更小、更加均匀，纺丝效率更高，纤维膜孔隙率更高，阻力更低，过滤更加高效。
25、4.本专利技术的纺丝液配方中，由于聚乳酸具有天然弱酸性，抑菌性，使得所制备的聚乳酸/醋酸纤维素复合纳米纤维膜同样具有天然抑菌性。
26、5.本专利技术制备方法中，所用有机溶剂在各个生产环节均为闭环收集处理，进入溶剂回收装置分离、提纯、回用，无有害溶剂排放，属于绿色环保工艺。
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【技术保护点】
1.一种复合纳米纤维材料，其特征在于，所述复合纳米纤维材料由纺丝溶液经静电纺丝制备而成，所述纺丝溶液包括如下重量原料组分：
2.根据权利要求1所述的复合纳米纤维材料，其特征在于，所述表面活性剂为：聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐单硬脂酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐单棕榈酸酯、十二烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基二甲基苄基氯化铵、四丁基氯化铵、十二烷基苯磺酸钠或十二烷基硫酸钠中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的复合纳米纤维材料，其特征在于，所述电导率调节剂为可溶性有机盐或无机盐。
4.根据权利要求3所述的复合纳米纤维材料，其特征在于，所述可溶性无机盐为：氯化钠、氯化钾、氯化锂、氯化钙、氯化镁中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的复合纳米纤维材料，其特征在于，所述溶剂包括：丙酮、二氯甲烷、三氯甲烷、DMF、DMAc、六氟异丙醇、甲酸、乙酸、三氟乙酸中的一种或多种。
6.一种复合纳米纤维材料的制备方法，用于制备权利要求1-5任一项所述的复合纳米纤维材料，其特征在于：
7.根据权利要求6所述的复合纳米纤维材料的制备方法，其特征在于：步骤S1中，纺丝液电导率为50-200us/cm。
8.根据权利要求6所述的复合纳米纤维材料的制备方法，其特征在于：步骤S2中，纺丝电压为纺丝电极10-70kV,接收电极负1-20kV；环境温度为25-45℃，湿度为20-40％。
9.根据权利要求6所述的复合纳米纤维材料的制备方法，其特征在于：步骤S2中，基材为可降解材料制成的无纺布。
10.一种复合纳米纤维材料的应用，其特征在于，将权利要求1-5任一项所述的复合纳米纤维材料或根据权利要求6-9任一项所制备的复合纳米纤维材料，作为污水过滤或空气过滤的材料。
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【技术特征摘要】
1.一种复合纳米纤维材料，其特征在于，所述复合纳米纤维材料由纺丝溶液经静电纺丝制备而成，所述纺丝溶液包括如下重量原料组分：
2.根据权利要求1所述的复合纳米纤维材料，其特征在于，所述表面活性剂为：聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐单硬脂酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐单棕榈酸酯、十二烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵、十八烷基二甲基苄基氯化铵、四丁基氯化铵、十二烷基苯磺酸钠或十二烷基硫酸钠中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的复合纳米纤维材料，其特征在于，所述电导率调节剂为可溶性有机盐或无机盐。
4.根据权利要求3所述的复合纳米纤维材料，其特征在于，所述可溶性无机盐为：氯化钠、氯化钾、氯化锂、氯化钙、氯化镁中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的复合纳米纤维材料，其特征在于，所述溶剂包括：丙酮、二氯甲烷、三氯甲烷、dmf、dm...
【专利技术属性】
技术研发人员：李建全，张青，王欢，
申请(专利权)人：稳健医疗用品股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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