CN104178930A

CN104178930A - 一种纳米纤维膜及其制备方法

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Publication number: CN104178930A
Application number: CN201410457668.9A
Authority: CN
Inventors: 陈国贵; 宋学礼; 刘艳新
Original assignee: Zhejiang Weixing Industrial Development Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Weixing Industrial Development Co Ltd
Priority date: 2014-09-10
Filing date: 2014-09-10
Publication date: 2014-12-03
Anticipated expiration: 2034-09-10
Also published as: CN104178930B

Abstract

本发明提供了一种纳米纤维膜，由混合物经静电纺丝得到；所述混合物包括热塑性弹性体和溶剂。本发明提供的纳米纤维膜采用热塑性弹性体为主要原料，经静电纺丝得到，本发明提供的纳米纤维膜在静电纺丝后无需热压，即可具有较高的强度，从而避免了在热压过程中的堵孔现象，使得到的纳米纤维膜具有较好的透气性能。另外，本发明提供的纳米纤维膜还具有较高的强度、透气量和透液量。实验结果表明，本发明提供的纳米纤维膜透气量为2.5mL/cm²·s，强度最高可达42MPa。另外，由于本发明提供的纳米纤维膜的材质为热塑性弹性体，因此，本发明提供的纳米纤维膜还具有优异的弹性。

Description

一种纳米纤维膜及其制备方法

技术领域

本发明属于纺织技术领域，尤其涉及一种纳米纤维膜及其制备方法。

背景技术

随着工业的迅速发展，人们对于生活环境、生活舒适度有更高的要求，而空气污染、水污染等环境问题日益突出，与此同时人们的生活生产对于个体防护、空气、液体的洁净度要求也逐步很高。目前，现有技术对于个体防护、环境治理、生物医学的发展都加快了此类技术的开发研究。

将一些滤膜材料用于气体和液体的过滤方面，可对空气和水进行净化，有效解决上述问题。但是，随着人们对可入肺颗粒物(PM2.5)关注度的提高，人们对于空气过滤膜提出了更高的要求，在生物医学方面，人们也希望找到性能更好的防护材料、通透性好能更有效的隔绝细菌对于患者的感染。目前市场上所销售的普通的滤膜材料的主要有聚四氟乙烯、聚苯硫醚、聚酯纤维、醋酸纤维等，然而目前的这些材料制成的滤膜产品制作工艺复杂、孔隙率低、过滤效率低。达不到人们对于空气洁净度的要求。

过滤材料的过滤效率会随着纤维直径的降低而提高，因而，降低纤维直径成为提高纤维滤材过滤性能的一种有效方法。采用静电纺丝的方法可得到直径在几十到1000纳米左右的纤维(传统纤维直径为20μm左右)，静电纺纤维除直径小之外，还具有孔径小、孔隙率高、纤维均一性好等优点，使其在气体过滤、液体过滤及个体防护等领域表现出巨大的应用潜力。

如公开号为CN103061046的中国专利公开了一种PA6多孔纳米纤维复合膜的制备方法，将PA6进行静电纺丝，得到材质为PA6的纳米纤维膜，但是，该发明得到的PA6纳米纤维复合膜在经过静电纺丝之后需要经过辊热压成型，PA6纳米纤维复合膜在热压之后堵孔严重，使PA6纳米纤维复合膜的透气性能较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纳米纤维膜及其制备方法，本发明提供的纳米纤维膜在纺丝后无需热压，使得到的纳米纤维膜具有较好的透气性能。

本发明提供一种纳米纤维膜，由混合物经静电纺丝得到；

所述混合物包括热塑性弹性体和溶剂。

优选的，所述热塑性弹性体包括热塑性聚氨酯、热塑性聚酰胺弹性体、苯乙烯嵌段共聚物弹性体、热塑性聚烯烃共混物弹性体、热塑性硫化橡胶、热塑性聚氯乙烯弹性体和热塑性聚酯类弹性体中的一种或几种。

优选的，所述混合物中热塑性弹性体的质量浓度为3～30％。

优选的，所述溶剂包括酰胺类化合物。

优选的，所述纳米纤维膜的纤维直径为50～2000nm。

优选的，所述纳米纤维膜的孔径为10～2000nm。

优选的，所述纳米纤维膜的孔隙率为70～90％。

优选的，所述混合物中还包括纳米粒子，所述纳米粒子包括纳米光催化剂和/或吸附剂。

优选的，所述纳米粒子的质量分数为0.1～10％。

本发明提供一种纳米纤维膜的制备方法，包括以下步骤：

将热塑性弹性体与溶剂混合，得到混合物，所述溶剂包括酰胺类化合物；

将所述混合物进行静电纺丝，得到纳米纤维膜。

进一步的，将本发明提供的纳米纤维膜与具有吸附和催化性能的纳米粒子结合，得到具有吸附功能的纳米纤维膜，可作为过滤材料应用于防护品和气液过滤中。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例1得到纳米纤维膜的SEM图；

图2为本发明实施例1得到纳米纤维膜的强度测试曲线图；

图3为本发明实施例2得到纳米纤维复合膜的SEM图；

图4为本发明实施例2得到纳米纤维复合膜的强度测试曲线图；

图5为本发明实施例3得到纳米纤维复合膜的SEM图；

图6为本发明实施例3得到纳米纤维复合膜的强度测试曲线图；

图7为本发明实施例4得到纳米纤维膜的SEM图；

图8为本发明实施例4得到纳米纤维膜的强度测试曲线图；

图9为本发明比较例1得到的热压前纳米纤维膜的SEM图；

图10为本发明比较例1得到的热压后纳米纤维膜的SEM图；

图11为本发明比较例1得到的热压前纳米纤维膜的强度测试图；

图12为本发明比较例1得到的热压后纳米纤维膜的强度测试图；

图13为本发明比较例2得到的纳米纤维膜的SEM图；

图14为本发明比较例2得到的纳米纤维膜的强度测试图。

具体实施方式

本发明提供了一种纳米纤维膜，由混合物经静电纺丝得到；所述混合物包括热塑性弹性体和溶剂。

本发明提供的纳米纤维膜经静电纺丝后无需热压，即可具有较高的强度和透气性能。

在本发明中，所述纳米纤维膜的纤维直径优选为50～2000nm，更优选为80～1900nm，最优选为100～1800nm；所述纳米纤维膜的孔径优选为10～2000nm，更优选为20～1900nm，更优选为50～1800nm；所述纳米纤维膜的孔隙率优选为70～90％，更优选为72～88％，最优选为75～85％；所述纳米纤维莫的厚度优选为20～35μm，更优选为25～30μm。

本发明提供的纳米纤维膜由混合物经静电纺丝得到，所述混合物包括热塑性弹性体，在本发明中，所述热塑性弹性体优选包括热塑性聚氨酯、热塑性聚酰胺弹性体、苯乙烯嵌段共聚物弹性体、热塑性聚烯烃共混物弹性体、热塑性硫化橡胶、热塑性聚氯乙烯弹性体和热塑性聚酯类弹性体中的一种或几种，更优选包括热塑性聚氨酯、热塑性聚酰胺弹性体、苯乙烯嵌段共聚物弹性体、热塑性聚烯烃共混物弹性体和热塑性硫化橡胶中的一种或几种，最优选包括热塑性聚氨酯、苯乙嵌段共聚物弹性体和热塑性聚酰胺弹性体中的一种或几种。在本发明中，所述热塑性弹性体在所述混合物中的质量浓度优选为3～30％，更优选为5～25％，最优选为8～20％。本发明对所述热塑性弹性体的来源没有特殊的限制，可采用所述热塑性弹性体的市售商品，也可按照本领域技术人员熟知的制备所述热塑性弹性体的技术方案自行制备。

在本发明中，所述混合物包括溶剂，所述溶剂优选包括酰胺类化合物、水、甲醇、乙醇、正丁醇、异丙醇、六氟异丙醇、三氟乙醇、苯酚、甲酸、乙酸、三氟乙酸、二氯甲烷、二氯乙烷、三氯甲烷、丙酮、四氢呋喃、吡啶、甲苯、N－甲基吡咯烷酮、十氢化奈、环己烷和二硫化碳中的一种或几种，更优选包括N,N－二甲基甲酰胺、N,N－二甲基乙酰胺、乙醇、正丁醇、三氟乙醇、苯酚、甲酸、三氯甲烷、丙酮、四氢呋喃、甲苯和环己烷中的一种或几种，最优选包括N,N－二甲基甲酰胺、N,N－二甲基乙酰胺、丙酮、四氢呋喃、三氯甲烷、甲苯和环己烷中的一种或几种。在本发明中，所述溶剂的用量能够保证所述混合物中热塑性弹性体的质量浓度达到上述要求的范围内即可。本发明对所述溶剂的来源没有特殊的限制，采用所述溶剂的市售商品即可。

为了使本发明提供的纳米纤维膜具有吸附和降解有害物质的功能，在本发明中，所述混合物中优选还包括纳米粒子，所述纳米粒子包括纳米光催化剂和/或吸附剂，在本发明中，所述光催化剂优选为纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米二氧化锡、纳米氧化锌、纳米三氧化二铁、纳米氯化锂、纳米氧化铜、纳米三氧化二铟、纳米三氧化钼、纳米三氧化钨、纳米硫化锌、纳米硫化银、纳米硫化镉、纳米金、纳米银和纳米铜中的一种或几种，更优选为纳米二氧化钛、纳米二氧化硅、纳米二氧化锡、纳米三氧化二钛、纳米氧化铜、纳米硫化锌和纳米银中的一种或几种，最优选为纳米二氧化钛、纳米二氧化硅和纳米银中的一种或几种；所述吸附剂优选为活性炭、碳纳米管和石墨烯中的一种或几种，更优选为活性炭。在本发明中，所述纳米粒子在所述混合物中的质量分数优选为0.1～10％，更优选为0.5～9.5％，最优选为1～9％。本发明对所述纳米粒子的来源没有特殊的限制，可采用所述纳米粒子的市售商品，也可按照本领域技术人员熟知的制备所述纳米粒子的技术方案自行制备。

本发明还提供了一种纳米纤维膜的制备方法，包括以下步骤：

将热塑性弹性体与溶剂混合，得到混合物；

将所述混合物进行静电纺丝，得到纳米纤维膜。

本发明将热塑性弹性体与溶剂混合，得到混合物，本发明优选将所述热塑性弹性体进行第一干燥，得到干燥的热塑性弹性体，将所述热塑性弹性体与溶剂混合，得到混合物。在本发明中，所述热塑性弹性体的种类、来源和用量与上述技术方案中热塑性弹性体的种类、来源和用量一致，在此不再赘述。在本发明中，所述第一干燥的时间优选为6～24小时，更优选为8～20小时，最优选为10～18小时；所述第一干燥的温度优选为50～180℃，更优选为60～160℃，最优选为80～150℃。本发明对所述第一干燥所用的设备没有特殊的限制，本发明优选采用真空干燥箱进行所述第一干燥。

完成所述第一干燥后，本发明将得到的干燥的热塑性弹性体与溶剂混合，得到混合物。本发明优选将干燥的热塑性弹性体冷却，得到冷却的热塑性弹性体，将冷却的热塑性弹性体与溶剂混合，得到混合物。在本发明中，所述冷却的温度优选为20～35℃，更优选为22～33℃，最优选为25～30℃。本发明对所述冷却的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的冷却的技术方案即可。

完成所述冷却后，本发明将冷却的热塑性弹性体与溶剂混合，得到混合物。在本发明中，所述溶剂的种类、用量和来源与上述技术方案中溶剂的种类、用量和来源一致，在此不再赘述。在本发明中，所述混合物的粘度优选为1～4Pa·s，更优选为1.5～3.5Pa·s，最优选为2～3Pa·s。本发明优选对所述混合物进行搅拌，使所述热塑性弹性体和溶剂混合的更加充分。在本发明中，所述搅拌的时间优选为6～24小时，更优选为8～20小时，最优选为10～18小时。本发明对所述搅拌的方法没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的搅拌的技术方案即可。

为了使得到的纳米纤维膜具有一定的吸附功能，本发明优选将所述混合物与纳米粒子混合，得到包括纳米粒子的混合物。在本发明中，所述纳米粒子的种类、用量和来源与上述技术方案中纳米粒子的种类、用量和来源一致，在此不再赘述。本发明对所述纳米粒子与混合物的混合方法没有特殊的限制，本发明优选采用超声波将所述纳米粒子在所述混合物中分散均匀。

得到混合物后，本发明将所述混合物进行静电纺丝，得到纳米纤维膜。本发明对所述静电纺丝的方法没有特殊的限制，可采用单一的静电纺丝，也可采用静电纺丝与其他纺丝方法的混合，具体的，在本发明的实施例中，可采用静电纺丝法或离心-静电纺丝法。

本发明可采用静电纺丝法对所述混合物进行纺丝，包括以下步骤：

将所述混合物进行静电纺丝，得到纳米纤维膜。

本发明优选采用交叉混合纺丝的方式进行静电纺丝，所述静电纺丝的温度优选为0～60℃，更优选为5～55℃，最优选为10～40℃；所述静电纺丝的电压优选为10～150kV，更优选为12～145kV，最优选为15～140kV；所述静电纺丝的空气相对湿度优选为0～60％，更优选为5～50％，最优选为10～40％；所述静电纺丝的加液速度优选为0.05～20mL/h，更优选为0.1～19mL/h，最优选为0.3～18mL/h；所述静电纺丝的接收距离优选为5～50cm，更优选为8～45cm，最优选为10～40cm。

本发明还可采用离心-静电纺丝法对所述混合物进行纺丝，包括以下步骤：

将所述混合物进行离心-静电纺丝，得到纳米纤维膜。

本发明优选采用交叉混合纺丝的方式进行离心-静电纺丝，所述离心-静电纺丝的温度优选为0～60℃，更优选为5～55℃，最优选为10～50℃；所述离心-静电纺丝的空气相对湿度优选为0～60％，更优选为5～50％，最优选为10～40％；所述离心-静电纺丝的电压优选为1～50kV，更优选外2～45kV，最优选为3～40kV；所述离心-静电纺丝的接收距离优选为10～100cm，更优选为20～90cm，最优选为30～80cm；所述离心-静电纺丝的加液速度优选为10～1000mL/h，更优选为20～900mL/h，最优选为30～800mL/h。本发明优选采用离心纺丝头进行离心-静电纺丝，所述离心纺丝头的转速优选为5000～100000转/分钟，更优选为6000～90000转/分钟。最优选为7000～80000转/分钟。本发明对所述静电纺丝的设备没有特殊的限制，在本发明的实施例中，具体可采用静电纺丝机。

完成所述静电纺丝后，本发明优选将得到的纳米纤维膜进行第二干燥，得到纳米纤维膜成品。在本发明中，所述第二干燥的时间优选为1～12小时，更优选为2～10小时，最优选为3～8小时；所述第二干燥的温度优选为50～180℃，更优选为60～160℃，最优选为80～150℃。本发明对所述第二干燥所用的设备没有特殊的限制，本发明优选采用真空干燥箱进行所述第二干燥。

得到所述纳米纤维膜后，本发明按照ASTM D737－04(2012)测试了本发明得到的纳米纤维复合材料的透气量，所用仪器为YG461H全自动透气量仪，宁波纺织仪器厂。结果表明，本发明提供的的纳米纤维膜透气量2.5mL/cm²·s，说明本发明提供的纳米纤维膜透气性能良好。

本发明按照ASTM D882-2012测试了本发明得到的纳米纤维复合材料的强度和拉伸性能，所用仪器为美国英斯特朗公司的INSTRON-3699型电子万能试验机。结果表明，本发明提供的纳米纤维膜的强度最高可达42MPa，断裂伸长率可达470％左右，说明本发明提供的纳米纤维膜具有较高的强度和弹性。

本发明提供了一种纳米纤维膜，本发明提供的纳米纤维膜采用热塑性弹性体为主要原料，经静电纺丝得到，本发明提供的纳米纤维膜在静电纺丝后无需热压，避免了在热压过程中的堵孔现象，使得到的纳米纤维膜具有较好的透气性能。另外，本发明提供的纳米纤维膜还具有较高的强度、透气量和透液量。实验结果表明，本发明提供的纳米纤维膜透气量为2.5mL/cm²·s，强度最高可达42MPa。另外，由于本发明提供的纳米纤维膜的材质为热塑性弹性体，因此，本发明提供的纳米纤维膜还具有优异的弹性。

为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的一种纳米纤维膜及其制备方法进行详细描述，但不能将其理解为对本发明保护范围的限定。

在下述实施例中，热塑性聚氨酯(TPU)、热塑性聚酰胺弹性体(TPAE)购自巴斯夫(上海)有限公司；苯乙烯嵌段共聚物(TPS)购自旭化成株式会社；热塑性共聚酯(COPE)、聚烯烃共混物(TPO)购自荷兰DSM公司；聚偏氟乙烯-全氟丙烯(PVDF-HFP)购于法国苏威公司；溶剂均为分析纯试剂，购自国药集团化学试剂有限公司；YG461H全自动透气量仪，宁波纺织仪器厂；拉力测试仪Instron5900双柱电子万能材料拉力机，日本KEYENCEVE－8800型扫描电子显微镜；美国Brookfield(博勒飞)DV－III Ultra流变仪。

实施例1

将热塑性聚氨酯颗粒(TPU)在100℃的真空干燥箱中干燥12h，冷却至室温放入干燥器备用。

称取120g干燥的TPU颗粒溶于880g N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和丙酮的混合溶剂中，在室温下搅拌12h，得到透明的TPU有机纺丝溶液，备用，测定TPU纺丝溶液的粘度为2.5Pa·s。

将TPU纺丝溶液在室温25℃，空气相对湿度30％条件下，通过静电纺丝机进行纺丝，TPU纺丝液纺丝电压28kV，接收距离为20cm，每个泰勒锥加液速度为1.2mL/h，纺丝完毕后，将得到的静电纺纳米纤维膜放入真空干燥箱中，在100℃干燥4h，得到厚度为25.0±1.0μm的纳米纤维膜。

将本实施例得到的纳米纤维膜进行扫描电镜分析，如图1所示，图1为本发明实施例1得到的纳米纤维膜的SEM图，由图1可以看出，本发明得到的纳米纤维膜中的纤维直径均匀，对纳米纤维膜的纤维直径测试分析得到，本实施例得到的纳米纤维膜的纤维平均直径为600nm、孔径为10nm～1000nm，孔隙率为75％～85％；

本发明按照上述技术方案对本实施例得到的纳米纤维膜进行强度及拉伸性能测试，如图2所示，图2为本发明实施例1得到的纳米纤维膜的强度测试图，测试结果表明，本实施例得到的纳米纤维膜强度为36MPa～42MPa，断裂伸长率为452.4％。

本发明按照上述技术方案对本实施例得到的纳米纤维膜的透气性能进行了测试，结果表明，本实施例得到的纳米纤维膜的透气量为2.5mL/cm²·s。

实施例2

将热塑性聚氨酯(TPU)、热塑性聚酰胺弹性体(TPAE)颗粒在真空干燥箱中100℃干燥12h，冷却至室温放入干燥器备用。

称取60g干燥的TPU颗粒溶于440gDMF和丙酮的混合溶剂中，在室温下搅拌12h，得到透明的TPU有机纺丝溶液，备用。测定TPU纺丝溶液的粘度为2.5Pa·s.

称取120g干燥的TPAE颗粒溶于480g甲酸和乙酸的混合溶剂中，在室温下搅拌12h，得到透明的TPU有机纺丝溶液，备用。测定TPAE纺丝溶液的粘度为2.3Pa·s。

将TPU纺丝液(采用静电纺丝机)与TPAE纺丝液(采用离心－静电纺丝机)进行交叉混合纺丝。将TPU纺丝溶液在室温25℃，空气相对湿度30％，通过静电纺丝机进行纺丝，TPU纺丝液纺丝电压28kV，接收距离为20cm，每个泰勒锥加液速度为1.2mL/h；将TPAE纺丝溶液在室温25℃，空气相对湿度30％；通过离心－静电纺丝机进行纺丝，纺丝液纺丝所加电压10kV，接收距离为20cm，离心纺丝头的喂(加)液速度为600mL/h，离心纺丝头转速15000转/分钟；纺丝完毕后，将得到的纳米纤维复合膜放入真空干燥箱中，在100℃干燥4h，得到厚度为30±1.0μm的纳米纤维膜。

将本实施例2得到的纳米纤维膜进行扫描电镜分析，如图3所示，图3为本发明实施例2得到的纳米纤维膜的SEM图，由图3可以看出，本发明得到的纳米纤维膜中的纤维直径均匀，对纳米纤维复合膜的纤维直径测试分析得到，本实施例得到的纳米纤维复合膜的纤维平均直径为500nm、孔径为10nm～1000nm，孔隙率为70％～80％；

本发明按照上述技术方案对本实施例得到的纳米纤维膜进行强度及拉伸性能测试，如图4所示，图4为本发明实施例2得到的纳米纤维膜的强度测试图，测试结果表明，本实施例得到的纳米纤维膜强度为37MPa～42MPa，断裂伸长率为436.5％。

本发明按照上述技术方案对本实施例得到的纳米纤维膜的透气性能进行了测试，结果表明，本实施例得到的纳米纤维膜的透气量为2.2mL/cm²·s。

实施例3

将热塑性聚氨酯(TPU)颗粒在真空干燥箱中100℃干燥12h，冷却至室温放入干燥器备用。

称取120g干燥的TPU颗粒溶于880gDMF和丙酮的混合溶剂中，在室温下搅拌12h，得到透明的TPU有机纺丝溶液，再向溶液中加入6g纳米活性炭，超声波分散均匀，静置备用。测定TPU纺丝液的粘度为2.5Pa·s。

将TPU纺丝溶液在室温25℃，空气相对湿度30％，通过静电纺丝机进行纺丝，TPU纺丝液纺丝电压25kV，接收距离为20cm，每个泰勒锥加液速度为1.2mL/h，纺丝完毕后，将得到的静电纺膜放入真空干燥箱中，在100℃干燥4h，得到厚度为30.0±1.0μm的纳米纤维膜。

将本实施例3得到的纳米纤维复合膜进行扫描电镜分析，如图5所示，图5为本发明实施例3得到的纳米纤维膜的SEM图，由图5可以看出，本发明得到的纳米纤维膜中的纤维直径均匀，对纳米纤维膜的纤维直径测试分析得到，本实施例得到的纳米纤维复合膜的纤维平均直径为300nm、孔径为10nm～1000nm，孔隙率为70％～80％。

本发明按照上述技术方案对本实施例得到的纳米纤维膜进行强度及拉伸性能测试，如图6所示，图6为本发明实施例3得到的纳米纤维膜的强度测试图，结果表明，本实施例得到的纳米纤维膜的强度为38MPa～45MPa，断裂伸长率为456.4％。

本发明按照上述技术方案对本实施例得到的纳米纤维膜的透气性能进行了测试，结果表明，本实施例得到的纳米纤维膜的透气量为2.3mL/cm²·s。

实施例4

将苯乙烯嵌段共聚物弹性体(TPS)颗粒在真空干燥箱中100℃干燥12h，冷却至室温放入干燥器备用。

称取150g干燥的TPS颗粒溶于850g四氢呋喃和N,N-二甲基甲酰胺的混合溶剂中，在室温下搅拌12h，得到透明的TPS有机纺丝溶液静置备用。测定TPS纺丝溶液的粘度为2.5Pa·s。

将TPS纺丝溶液通过离心－静电纺丝机进行纺丝，将TPS纺丝溶液在室温25℃，空气相对湿度30％，纺丝液纺丝所加电压10kV，接收距离为25cm，离心纺丝头的加液速度为500mL/h，离心纺丝头转速20000转/分钟；纺丝完毕后，将得到的离心－静电纺纳米纤维膜放入真空干燥箱中，在100℃干燥4h，得到厚度为30.0±1.0μm的纳米纤维膜。

将本实施例4得到的纳米纤维膜进行扫描电镜分析，如图7所示，图7为本发明实施例4得到的的纳米纤维膜的SEM图，由图7可以看出，本发明得到的纳米纤维膜中的纤维直径均匀，对纳米纤维膜的纤维直径测试分析得到，本实施例得到的纳米纤维膜的纤维平均直径为500nm、孔隙直径为10nm～1000nm，孔隙率为70％～80％。

本发明按照上述技术方案对本实施例得到的纳米纤维膜进行强度及拉伸性能测试，如图8所示，图8为本发明实施例4得到的纳米纤维膜的强度测试图，测试结果表明，强度为38MPa～43MPa，断裂伸长率为470.27％。

本发明按照上述技术方案对本实施例得到的纳米纤维膜的透气性能进行了测试，结果表明，本实施例得到的纳米纤维膜的透气量为2.5mL/cm²·s，

比较例1

将聚偏氟乙烯-全氟丙烯(PVDF-HFP)粉末在真空干燥箱中100℃干燥12h，冷却至室温放入干燥器备用。

称取200g干燥的PVDF-HFP粉末溶于1400g DMF和丙酮的混合溶剂中，在室温下搅拌12h，得到透明的PVDF-HFP有机纺丝溶液，备用。测定PVDF-HFP纺丝溶液的粘度分别为2.1Pa·s。

通过静电纺丝机对PVDF-HFP纺丝溶液进行纺丝，将PVDF-HFP纺丝溶液在室温25℃，空气相对湿度30％，PVDF-HFP的纺丝电压为30kV，接收距离为20cm，每个泰勒锥加液速度为1.0mL/h，纺丝完毕后，将获得的纳米纤维复合膜在100℃的真空干燥箱中干燥4h，干燥完毕后将其在热压温度140℃、热压压强0.8MPa的条件下，热压30s得到纳米纤维膜。

将本比较例1得到的热压前的纳米纤维膜和热压后的纳米纤维膜分别进行扫描电镜分析，如图9和图10所示，图9为本发明比较例1得到的热压前纳米纤维膜的SEM图；图10为本发明比较例1得到的热压后纳米纤维膜的SEM图，由图9可以看出，本实施例1纳米纤维膜在热压前的纳米纤维直径均匀，由图10可以看出，热压后纳米纤维膜堵孔较为严重，且大多数纤维呈扁平状，热压后的纳米纤维膜的纤维直径测试分析得到，本比较例1得到的纳米纤维膜在热压前纤维平均直径为600nm、孔隙直径为1nm～1000nm，孔隙率为80％～90％。在热压后的纤维平均直径为1000nm、孔隙直径为1nm～1000nm，孔隙率为40％～50％。

本发明按照上述技术方案对本比较例1得到的热压前的纳米纤维膜与热压后的纳米纤维膜分别进行强度和拉伸性能性能测试，如图11和图12所示，图11为本发明比较例1得到的热压前纳米纤维膜的强度测试图，图12为本发明比较例1得到的热压后纳米纤维膜的强度测试图。结果表明，本比较例1得到的纳米纤维膜在热压前的强度为4MPa～6MPa，热压后的强度为25～35MPa。

本发明按照上述技术方案对本比较例得到的热压前的纳米纤维膜和热压后的纳米纤维膜的透气性能分别进行了测试，结果表明，本实施例得到的热压前的纳米纤维膜的透气量为2.0mL/cm²·s，热压后的纳米纤维膜的透气量为0.1mL/cm²·s。

比较例2

将聚酰胺-6(PA-6)颗粒在真空干燥箱中110℃干燥12h，冷却至室温放入干燥器备用。

称取150g干燥的PA-6颗粒溶于850g甲酸和乙酸的混合溶剂中，在室温下搅拌12h，得到透明的PA-6有机纺丝溶液。测定PA-6纺丝溶液的粘度为2.4Pa·s。

通过静电纺丝机对PA-6纺丝溶液进行纺丝，将其纺丝溶液在室温25℃，空气相对湿度30％，纺丝电压为22kV，接收距离为18cm，每个泰勒锥加液速度为0.6mL/h，纺丝完毕后，将获得的纳米纤维复合膜在真空干燥箱中干燥，干燥完毕后得到30±1μm纳米纤维膜。

将本比较例2得到的单组份纳米纤维膜进行扫描电镜分析如图13所示，图13为本发明比较例2得到的纳米纤维膜的SEM图，由图13可以看出，本比较例2得到的纳米纤维膜的纳米纤维直径均匀，纤维平均直径为200nm～300nm、孔隙直径为1nm～1000nm，孔隙率为70％～80％。

本发明按照上述技术方案对本比较例得到的纳米纤维膜进行强度及拉伸性能测试，如图14所示，图14为本发明比较例2得到的纳米纤维膜的强度测试图，结果表明，本比较例2得到的纳米纤维膜的强度为5MPa～8MPa.

本发明按照上述技术方案对本实施例得到的纳米纤维膜的透气性能进行了测试，结果表明，本比较例得到的纳米纤维膜的透气量为2.0mL/cm²·s。

由以上实施例和比较例可以看出，本发明实施例1～4提供的纳米纤维膜在纺丝后无需热压，直接干燥即可得到强度较高的纳米纤维膜，并且同时具有良好的透气性能。而比较例中普通的纳米纤维膜在纺丝后，若不进行热压，则强度只有3MPa～6MPa，强度远远低于本发明提供的纳米纤维膜，而在进行热压以后，比较例中的纳米纤维膜强度有所提高，但纳米纤维膜中的纤维堵孔严重，导致孔隙率下降，仅为50～60％，从而使纳米纤维膜的透气性下降。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种纳米纤维膜，由混合物经静电纺丝得到；

所述混合物包括热塑性弹性体和溶剂。

2.根据权利要求1所述的纳米纤维膜，其特征在于，所述热塑性弹性体包括热塑性聚氨酯、热塑性聚酰胺弹性体、苯乙烯嵌段共聚物弹性体、热塑性聚烯烃共混物弹性体、热塑性硫化橡胶、热塑性聚氯乙烯弹性体和热塑性聚酯类弹性体中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的纳米纤维膜，其特征在于，所述混合物中热塑性弹性体的质量浓度为3～30％。

4.根据权利要求1所述的纳米纤维膜，其特征在于，所述溶剂包括酰胺类化合物。

5.根据权利要求1所述的纳米纤维膜，其特征在于，所述纳米纤维膜的纤维直径为50～2000nm。

6.根据权利要求1所述的纳米纤维膜，其特征在于，所述纳米纤维膜的孔径为10～2000nm。

7.根据权利要求1所述的纳米纤维膜，其特征在于，所述纳米纤维膜的孔隙率为70～90％。

8.根据权利要求1～7任意一项所述的纳米纤维膜，其特征在于，所述混合物中还包括纳米粒子，所述纳米粒子包括纳米光催化剂和/或吸附剂。

9.根据权利要求8所述的纳米纤维膜，其特征在于，所述纳米粒子的质量分数为0.1～10％。

10.一种纳米纤维膜的制备方法，包括以下步骤：

将热塑性弹性体与溶剂混合，得到混合物；

将所述混合物进行静电纺丝，得到纳米纤维膜。