CN108166158B - 防水抗菌双层驻极电纺纳米纤维复合窗纱材料的制备方法 - Google Patents

防水抗菌双层驻极电纺纳米纤维复合窗纱材料的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种防水抗菌双层驻极电纺纳米纤维复合窗纱材料的制备方法,通过使驻极纤维在成纤前原位注入电荷,在不影响空气自由流通的情况下,进一步提升对超细微颗粒的拦截效率,通过添加少量三乙基苯氯化铵,增强纺丝液的电导率,降低纤维直径等,使防水性能得到提高,同时将纳米二氧化钛引入体系,使纳米纤维具备抗菌等功能,利用圆柱形旋转电极静电纺丝的方法,得到纳米纤维复合窗纱材料,即含基材、纳米纤维层的复合结构。本发明能够低成本地制备高效低阻、功能性强、实用价值高的防霾纱窗产品,具有广阔的市场前景。

Description

防水抗菌双层驻极电纺纳米纤维复合窗纱材料的制备方法
发明领域
本发明涉及功能性纳米纤维材料领域,尤其涉及一种防水抗菌驻极电纺纳米纤维复合窗纱材料的制备方法。
背景技术
中国及东南亚空气污染严重,使雾霾成为大众热议的话题,越来越多的公共场所及家庭实施洁净工程,以确保人们可以呼吸到洁净的空气,但对于第一道防线的纱窗,一直没有能够高效防霾的产品,现有防霾窗纱普遍存在过滤效率低等问题,无法满足使用要求,例如,负极静电吸附技术窗纱,通过空气对流使窗纱就会产生负极静电,将绝大部分携带负电荷的微尘颗粒在“负负相斥”作用下被阻隔在外;同时将携带正电荷的微尘颗粒,吸附在纱网表面,从而实现微尘阻隔的目的,虽然具有超越常规窗纱的坚固性、耐候性,杜绝窗纱老化快、易开裂的现象,但拦截效率不高,对PM1~PM3在73.77%,对PM0.3的颗粒拦截效率更低,不能真正达到高效防霾的目的。
纳米TiO2具有很高的化学稳定性、热稳定性、无毒性、超亲水性、非迁移性,且完全可以与食品接触,所以被广泛应用于抗紫外材料、纺织、光催化触媒、自洁玻璃、防晒霜、涂料、油墨、食品包装材料、造纸工业、航天工业中、锂电池中。
驻极纤维能长期储存大量电荷,并能在纤维外围产生宏观电场,依靠静电力吸附空气中颗粒。因此,驻极纤维膜已成为最有应用前景的过滤材料。但现有的驻极技术如电晕充电技术具有生成电荷少、电荷耗散快等缺点。
静电纺丝溶液的电导率对纤维的形貌产生直接的影响,电导率增大会增加射流表面的电荷密度,导致射流鞭动不稳定,从而降低纤维直径。
综上所述,虽然通过静电纺丝技术制备防霾纱窗近年来研究较多,但因为存在过滤效率低、防水性差、透光率低、力学性能较差等缺陷,尚未有真正满足市场需求的产品。
发明内容:
本发明的目的是克服现有技术的不足,提供一种防水抗菌双层驻极电纺纳米纤维复合窗纱材料的制备方法。本发明通过使驻极纤维在成纤前原位注入电荷,在不影响空气自由流通的情况下,进一步提升对超细微颗粒的拦截效率;通过添加少量三乙基苯氯化铵,增强纺丝液的电导率,降低纤维直径等,使防水性能得到提高;同时将纳米二氧化钛引入体系,使纳米纤维具备抗菌等功能,利用圆柱形旋转电极静电纺丝的方法,得到纳米纤维复合窗纱材料,即含基材、纳米纤维层的复合结构。本发明能够低成本制备高效低阻、功能性强、实用价值高的防霾纱窗产品,具有广阔的市场前景。
防水抗菌双层驻极电纺纳米纤维复合窗纱材料的制备方法的步骤如下:1)将三乙基苯氯化铵、纳米TiO2粒子分散液、高分子聚合物依次加入到溶剂中,在80℃密闭条件下均匀搅拌,使其充分溶解,即可得到三乙基苯氯化铵质量百分比浓度为0.001%~0.003%、纳米TiO2粒子质量百分比浓度为0.0001%~0.0005%、高分子聚合物质量百分比浓度为5%~10%的三乙基苯氯化铵/纳米TiO2粒子/高分子聚合物溶液,即为纺丝液A,待用;
2)将有机驻极体、含氟高分子聚合物加入到溶剂中,在80℃密闭条件下均匀搅拌,使其充分溶解,即可得到有机驻极体质量百分比浓度为0.01%~0.05%、含氟高分子聚合物质量百分比浓度为5%~10%的有机驻极体/含氟高分子聚合物溶液,即为纺丝液B,待用;
3)以步骤1)中的纺丝液A,通过圆柱形旋转电极静电纺丝的方法,在成卷的基材上纺一层纳米纤维,得到纳米纤维基材A,其中纳米纤维层的克重为5~20g/m2
4)以步骤2)中的纺丝液B,通过圆柱形旋转电极静电纺丝的方法,在步骤3)的基础上,在纳米纤维基材A再纺一层纳米纤维得到纳米纤维基材B,其中纳米纤维层的克重为5~20g/m2
5)将步骤4)得到的纳米纤维基材B进行热处理,制成一种防水抗菌驻极电纺纳米纤维复合窗纱材料。
所述方法中的溶剂为N,N-二甲基甲酰胺,N,N-二甲基乙酰胺,N-甲基吡咯烷酮中的至少一种。
步骤1)中所述高分子聚合物为聚丙烯腈(PAN)、尼龙6(PA6)、聚苯砜(PPSU)、聚醚酰亚胺(PEI)中的一种。
步骤2)中所述有机驻极体为纳米级聚四氟乙烯超细粉末,主要粒径0.2微米。
步骤2)中所述含氟高分子聚合物为聚偏氟乙烯(PVDF)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、氟乙烯丙烯共聚物(FEP)中的一种。
所述圆柱形旋转电极静电纺丝的方法,其纺丝过程如下:将纺丝电极置于聚合物溶液内,通过电极的旋转,聚合物溶液在电极表面覆盖一层液层,置于高压电场下,将施加电压升高到临界值后,电场力克服液体的表面张力和粘弹力,在电极表面的液层上将形成多个突起,然后被进一步拉伸成一束束的射流,落在接收材料表面,得到纳米纤维,工艺参数为:基材运转速率为0.5~1.0m/min,纺丝电极滚轴旋转速率为6~10rpm,接收距离30~50cm,电压为50~100KV。
步骤3)中所述基材为聚氯乙烯窗纱、聚乙烯窗纱、尼龙窗纱、聚酯窗纱、碳纤维窗纱或玻璃纤维窗纱中的一种。
步骤3)中所述的基材表面经过改性处理,即将硅烷偶联剂KH-550、KH-560和钛酸酯偶联剂NDZ-201三种偶联剂溶于同一乙醇溶剂中制得表面改性剂溶液,每种偶联剂质量分数均为1%,将基材置于表面改性剂溶液中,进行表面处理,后经过烘干处理。
所述方法制备得到的纳米纤维复合窗纱材料为基材、纳米纤维层复合结构,所述纳米纤维层由两层纳米纤维构成,克重分别为5~20g/m2,纳米纤维复合窗纱材料对粒径0.3~2.5微米颗粒物的过滤效率≥90.00%,透光度55~80%,阻力压降≤20Pa,防水指标(25~30kPa、30min),大肠杆菌杀灭率≥95%。
本发明得到的纳米纤维复合窗纱材料,表现出优异的过滤性能、防水抗菌效果以及良好的机械性能,工艺简单、原料易得,具有极大的应用和产业化价值。
具体实施方式
防水抗菌双层驻极电纺纳米纤维复合窗纱材料的制备方法的步骤如下:
1)将三乙基苯氯化铵、纳米TiO2粒子分散液、高分子聚合物依次加入到溶剂中,在80℃密闭条件下均匀搅拌,使其充分溶解,即可得到三乙基苯氯化铵质量百分比浓度为0.001%~0.003%、纳米TiO2粒子质量百分比浓度为0.0001%~0.0005%、高分子聚合物质量百分比浓度为5%~10%的三乙基苯氯化铵/纳米TiO2粒子/高分子聚合物溶液,即为纺丝液A,待用;
2)将有机驻极体、含氟高分子聚合物加入到溶剂中,在80℃密闭条件下均匀搅拌,使其充分溶解,即可得到有机驻极体质量百分比浓度为0.01%~0.05%、含氟高分子聚合物质量百分比浓度为5%~10%的有机驻极体/含氟高分子聚合物溶液,即为纺丝液B,待用;
3)以步骤1)中的纺丝液A,通过圆柱形旋转电极静电纺丝的方法,在成卷的基材上纺一层纳米纤维,得到纳米纤维基材A,其中纳米纤维层的克重为5~20g/m2
4)以步骤2)中的纺丝液B,通过圆柱形旋转电极静电纺丝的方法,在步骤3)的基础上,在纳米纤维基材A再纺一层纳米纤维得到纳米纤维基材B,其中纳米纤维层的克重为5~20g/m2
5)将步骤4)得到的纳米纤维基材B进行热处理,制成一种防水抗菌驻极电纺纳米纤维复合窗纱材料。
所述方法中的溶剂为N,N-二甲基甲酰胺,N,N-二甲基乙酰胺,N-甲基吡咯烷酮中的至少一种。步骤1)中所述高分子聚合物为聚丙烯腈(PAN)、尼龙6(PA6)、聚苯砜(PPSU)、聚醚酰亚胺(PEI)中的一种。步骤2)中所述有机驻极体为纳米级聚四氟乙烯超细粉末,主要粒径0.2微米。步骤2)中所述含氟高分子聚合物为聚偏氟乙烯(PVDF)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、氟乙烯丙烯共聚物(FEP)中的一种。所述圆柱形旋转电极静电纺丝的方法,其纺丝过程如下:将纺丝电极置于聚合物溶液内,通过电极的旋转,聚合物溶液在电极表面覆盖一层液层,置于高压电场下,将施加电压升高到临界值后,电场力克服液体的表面张力和粘弹力,在电极表面的液层上将形成多个突起,然后被进一步拉伸成一束束的射流,落在接收材料表面,得到纳米纤维,工艺参数为:基材运转速率为0.5~1.0m/min,纺丝电极滚轴旋转速率为6~10rpm,接收距离30~50cm,电压为50~100KV。步骤3)中所述基材为聚氯乙烯窗纱、聚乙烯窗纱、尼龙窗纱、聚酯窗纱、碳纤维窗纱或玻璃纤维窗纱中的一种。步骤3)中所述的基材表面经过改性处理,即将硅烷偶联剂KH-550、KH-560和钛酸酯偶联剂NDZ-201三种偶联剂溶于同一乙醇中制得表面改性剂溶液,每种偶联剂质量分数均为1%,将基材置于表面改性剂溶液中,进行表面处理,后经过烘干处理。所述方法制备得到的纳米纤维复合窗纱材料为基材、纳米纤维层复合结构,所述纳米纤维层由两层纳米纤维构成,克重分别为5~20g/m2,纳米纤维复合窗纱材料对粒径0.3~2.5微米颗粒物的过滤效率≥90.00%,透光度55~80%,阻力压降≤20Pa,防水指标(25~30kPa、30min),大肠杆菌杀灭率≥95%。
实施例1(聚丙烯腈质量百分比浓度为5%的纺丝液A,聚偏氟乙烯质量百分比浓度为5%的纺丝液B,复合得到聚氯乙烯窗纱,其中两层纳米纤维克重为5g/m2、5g/m2)
1)将0.1克三乙基苯氯化铵、10克质量百分比浓度0.1%的纳米TiO2粒子分散液、500克聚丙烯腈依次加入到9.5千克N,N-二甲基甲酰胺中,在80℃密闭条件下均匀搅拌,使其充分溶解,得到三乙基苯氯化铵质量百分比浓度为0.001%、纳米TiO2粒子质量百分比浓度为0.0001%、聚丙烯腈质量百分比浓度为5%的溶液,待用;
2)将1克纳米级聚四氟乙烯超细粉末、500克聚偏氟乙烯缓慢加入到9.5千克N,N-二甲基甲酰胺中,在80℃密闭条件下均匀搅拌,使其充分溶解,得到纳米级聚四氟乙烯质量百分比浓度为0.01%、聚偏氟乙烯质量百分比浓度为5%的溶液,待用;
3)聚氯乙烯窗纱基材表面经过改性处理,将硅烷偶联剂KH-550、KH-560和钛酸酯偶联剂NDZ-201三种偶联剂溶于同一乙醇中制得表面改性剂溶液,每种偶联剂质量分数均为1%,将基材置于表面改性剂溶液中,进行表面处理,后经过烘干处理。
4)以步骤1)中的溶液为纺丝液A,通过圆柱形旋转电极静电纺丝的方法,在成卷的经处理后的聚氯乙烯窗纱上纺一层纳米纤维,相关工艺参数为:基材运转速率为1.0m/min,纺丝电极滚轴旋转速率为8rpm,接收距离30cm,电压为70KV,纳米纤维层的克重为5g/m2
5)以步骤2)中的溶液为纺丝液B,通过圆柱形旋转电极静电纺丝的方法,再在步骤3)的基础上纺一层纳米纤维,相关工艺参数为:基材运转速率为1.0m/min,纺丝电极滚轴旋转速率为9rpm,接收距离40cm,电压为70KV,纳米纤维层的克重为5g/m2
6)将步骤4)制得的材料进行热处理,制成防水抗菌驻极电纺纳米纤维复合窗纱材料。
纳米纤维复合窗纱材料为基材、纳米纤维层复合结构,所述纳米纤维层由两层纳米纤维构成,克重分别为5g/m2,纳米纤维复合窗纱材料对粒径0.3~2.5微米颗粒物的过滤效率为90.00%,透光度80%,阻力压降为12Pa,防水指标(25kPa、30min),大肠杆菌杀灭率为95%。
实施例2(三乙基苯氯化铵质量百分比浓度为0.003%、纳米TiO2粒子质量百分比浓度为0.0003%、聚丙烯腈质量百分比浓度为10%的纺丝液A,纳米级聚四氟乙烯质量百分比浓度为0.03%、聚偏氟乙烯质量百分比浓度为10%的纺丝液B,复合得到聚氯乙烯窗纱,其中两层纳米纤维克重为10g/m2、20g/m2)
1)将0.3克三乙基苯氯化铵、30克质量百分比浓度0.1%的纳米TiO2粒子分散液、1000克聚丙烯腈依次加入到9.5千克N,N-二甲基乙酰胺中,在80℃密闭条件下均匀搅拌,使其充分溶解,得到三乙基苯氯化铵质量百分比浓度为0.003%、纳米TiO2粒子质量百分比浓度为0.0003%、聚丙烯腈质量百分比浓度为10%的溶液,待用;
2)将3克纳米级聚四氟乙烯超细粉末、1000克聚偏氟乙烯缓慢加入到9.0千克N,N-二甲基乙酰胺中,在80℃密闭条件下均匀搅拌,使其充分溶解,得到纳米级聚四氟乙烯质量百分比浓度为0.03%、聚偏氟乙烯质量百分比浓度为10%的溶液,待用;
3)以步骤1)中的溶液为纺丝液A,通过圆柱形旋转电极静电纺丝的方法,在成卷的聚氯乙烯窗纱(经表面改性及烘干处理后的基材)上纺一层纳米纤维,相关工艺参数为:基材运转速率为0.5m/min,纺丝电极滚轴旋转速率为10rpm,接收距离50cm,电压为80KV,纳米纤维层的克重为10g/m2
4)以步骤2)中的溶液为纺丝液B,通过圆柱形旋转电极静电纺丝的方法,再在步骤3)的基础上纺一层纳米纤维,相关工艺参数为:基材运转速率为0.5m/min,纺丝电极滚轴旋转速率为10rpm,接收距离40cm,电压为80KV,纳米纤维层的克重为20g/m2
5)将步骤4)制得的材料进行热处理,制成防水抗菌驻极电纺纳米纤维复合窗纱材料。
纳米纤维复合窗纱材料为基材、纳米纤维层复合结构,所述纳米纤维层由两层纳米纤维构成,克重分别为20g/m2,纳米纤维复合窗纱材料对粒径0.3~2.5微米颗粒物的过滤效率为97.50%,透光度55%,阻力压降为20Pa,防水指标(30kPa、30min),大肠杆菌杀灭率为98%。
实施例3(尼龙6质量百分比浓度为10%的纺丝液A,聚偏氟乙烯质量百分比浓度为5%的纺丝液B,复合得到聚氯乙烯窗纱,其中两层纳米纤维克重为10g/m2、5g/m2)
1)将0.3克三乙基苯氯化铵、30克质量百分比浓度0.1%的纳米TiO2粒子分散液、1000克尼龙6依次加入到9.0千克N,N-二甲基乙酰胺中,在80℃密闭条件下均匀搅拌,使其充分溶解,得到三乙基苯氯化铵质量百分比浓度为0.003%、纳米TiO2粒子质量百分比浓度为0.0003%、尼龙6质量百分比浓度为10%的溶液,待用;
2)将3克纳米级聚四氟乙烯超细粉末、500克聚偏氟乙烯缓慢加入到9.5千克N,N-二甲基乙酰胺中,在80℃密闭条件下均匀搅拌,使其充分溶解,得到纳米级聚四氟乙烯质量百分比浓度为0.03%、聚偏氟乙烯质量百分比浓度为5%的溶液,待用;
3)以步骤1)中的溶液为纺丝液A,通过圆柱形旋转电极静电纺丝的方法,在成卷的聚氯乙烯窗纱(经表面改性及烘干处理后的基材)上纺一层纳米纤维,相关工艺参数为:基材运转速率为0.8m/min,纺丝电极滚轴旋转速率为8rpm,接收距离35cm,电压为100KV,纳米纤维层的克重为10g/m2
4)以步骤2)中的溶液为纺丝液B,通过圆柱形旋转电极静电纺丝的方法,再在步骤3)的基础上纺一层纳米纤维,相关工艺参数为:基材运转速率为0.8m/min,纺丝电极滚轴旋转速率为9rpm,接收距离35cm,电压为75KV,纳米纤维层的克重为5g/m2
5)将步骤4)制得的材料进行热处理,制成防水抗菌驻极电纺纳米纤维复合窗纱材料。
纳米纤维复合窗纱材料为基材、纳米纤维层复合结构,所述纳米纤维层由两层纳米纤维构成,克重分别为10g/m2、5g/m2,纳米纤维复合窗纱材料对粒径0.3~2.5微米颗粒物的过滤效率为93.80%,透光度69%,阻力压降为16Pa,防水指标(30kPa、30min),大肠杆菌杀灭率为98%。
实施例4(聚苯砜质量百分比浓度为5%的纺丝液A,聚三氟氯乙烯质量百分比浓度为5%的纺丝液B,复合得到聚氯乙烯窗纱,其中两层纳米纤维克重为10g/m2、5g/m2)
1)将0.3克三乙基苯氯化铵、30克质量百分比浓度0.1%的纳米TiO2粒子分散液、1000克聚苯砜依次加入到9.0千克N-甲基吡咯烷酮中,在80℃密闭条件下均匀搅拌,使其充分溶解,得到三乙基苯氯化铵质量百分比浓度为0.003%、纳米TiO2粒子质量百分比浓度为0.0003%、聚苯砜质量百分比浓度为5%的溶液,待用;
2)将3克纳米级聚四氟乙烯超细粉末、500克聚三氟氯乙烯缓慢加入到9.5千克N-甲基吡咯烷酮中,在80℃密闭条件下均匀搅拌,使其充分溶解,得到纳米级聚四氟乙烯质量百分比浓度为0.03%、聚偏氟乙烯质量百分比浓度为5%的溶液,待用;
3)以步骤1)中的溶液为纺丝液A,通过圆柱形旋转电极静电纺丝的方法,在成卷的聚氯乙烯窗纱(经表面改性及烘干处理后的基材)上纺一层纳米纤维,相关工艺参数为:基材运转速率为0.8m/min,纺丝电极滚轴旋转速率为8rpm,接收距离35cm,电压为70KV,纳米纤维层的克重为10g/m2
4)以步骤2)中的溶液为纺丝液B,通过圆柱形旋转电极静电纺丝的方法,再在步骤3)的基础上纺一层纳米纤维,相关工艺参数为:基材运转速率为1.0m/min,纺丝电极滚轴旋转速率为10rpm,接收距离35cm,电压为80KV,纳米纤维层的克重为5g/m2
5)将步骤4)制得的材料进行热处理,制成防水抗菌驻极电纺纳米纤维复合窗纱材料。
纳米纤维复合窗纱材料为基材、纳米纤维层复合结构,所述纳米纤维层由两层纳米纤维构成,克重分别为10g/m2、5g/m2,纳米纤维复合窗纱材料对粒径0.3~2.5微米颗粒物的过滤效率为93.20%,透光度68%,阻力压降为17Pa,防水指标(30kPa、30min),大肠杆菌杀灭率为98%。
实施例5(聚醚酰亚胺质量百分比浓度为5%的纺丝液A,氟乙烯丙烯共聚物质量百分比浓度为5%的纺丝液B,复合得到聚氯乙烯窗纱,其中两层纳米纤维克重为10g/m2、5g/m2)
1)将0.3克三乙基苯氯化铵、30克质量百分比浓度0.1%的纳米TiO2粒子分散液、1000克聚醚酰亚胺依次加入到9.0千克N-甲基吡咯烷酮中,在80℃密闭条件下均匀搅拌,使其充分溶解,得到三乙基苯氯化铵质量百分比浓度为0.003%、纳米TiO2粒子质量百分比浓度为0.0003%、聚醚酰亚胺质量百分比浓度为5%的溶液,待用;
2)将3克纳米级聚四氟乙烯超细粉末、500克氟乙烯丙烯共聚物缓慢加入到9.5千克N-甲基吡咯烷酮中,在80℃密闭条件下均匀搅拌,使其充分溶解,得到纳米级聚四氟乙烯质量百分比浓度为0.03%、聚偏氟乙烯质量百分比浓度为5%的溶液,待用;
3)以步骤1)中的溶液为纺丝液A,通过圆柱形旋转电极静电纺丝的方法,在成卷的聚氯乙烯窗纱(经表面改性及烘干处理后的基材)上纺一层纳米纤维,相关工艺参数为:基材运转速率为0.8m/min,纺丝电极滚轴旋转速率为8rpm,接收距离35cm,电压为70KV,纳米纤维层的克重为10g/m2
4)以步骤2)中的溶液为纺丝液B,通过圆柱形旋转电极静电纺丝的方法,再在步骤3)的基础上纺一层纳米纤维,相关工艺参数为:基材运转速率为1.0m/min,纺丝电极滚轴旋转速率为10rpm,接收距离35cm,电压为80KV,纳米纤维层的克重为5g/m2
5)将步骤4)制得的材料进行热处理,制成防水抗菌驻极电纺纳米纤维复合窗纱材料。
纳米纤维复合窗纱材料为基材、纳米纤维层复合结构,所述纳米纤维层由两层纳米纤维构成,克重分别为10g/m2、5g/m2,纳米纤维复合窗纱材料对粒径0.3~2.5微米颗粒物的过滤效率为92.00%,透光度65%,阻力压降为16Pa,防水指标(30kPa、30min),大肠杆菌杀灭率为98%。
实施例6(聚丙烯腈、聚偏氟乙烯复合得到聚乙烯窗纱)
1)将0.3克三乙基苯氯化铵、30克质量百分比浓度0.1%的纳米TiO2粒子分散液、1000克聚丙烯腈依次加入到9.5千克N,N-二甲基乙酰胺中,在80℃密闭条件下均匀搅拌,使其充分溶解,得到三乙基苯氯化铵质量百分比浓度为0.003%、纳米TiO2粒子质量百分比浓度为0.0003%、聚丙烯腈质量百分比浓度为10%的溶液,待用;
2)将3克纳米级聚四氟乙烯超细粉末、1000克聚偏氟乙烯缓慢加入到9.0千克N,N-二甲基乙酰胺中,在80℃密闭条件下均匀搅拌,使其充分溶解,得到纳米级聚四氟乙烯质量百分比浓度为0.03%、聚偏氟乙烯质量百分比浓度为10%的溶液,待用;
3)以步骤1)中的溶液为纺丝液A,通过圆柱形旋转电极静电纺丝的方法,在成卷的聚乙烯窗纱(经表面改性及烘干处理后的基材)上纺一层纳米纤维,相关工艺参数为:基材运转速率为0.5m/min,纺丝电极滚轴旋转速率为10rpm,接收距离50cm,电压为80KV,纳米纤维层的克重为10g/m2
4)以步骤2)中的溶液为纺丝液B,通过圆柱形旋转电极静电纺丝的方法,再在步骤3)的基础上纺一层纳米纤维,相关工艺参数为:基材运转速率为0.5m/min,纺丝电极滚轴旋转速率为10rpm,接收距离40cm,电压为80KV,纳米纤维层的克重为20g/m2
5)将步骤4)制得的材料进行热处理,制成防水抗菌驻极电纺纳米纤维复合窗纱材料。
纳米纤维复合窗纱材料为基材、纳米纤维层复合结构,所述纳米纤维层由两层纳米纤维构成,克重分别为20g/m2,纳米纤维复合窗纱材料对粒径0.3~2.5微米颗粒物的过滤效率为97.00%,透光度58%,阻力压降为20Pa,防水指标(30kPa、30min),大肠杆菌杀灭率为98%。
实施例7(聚丙烯腈、聚偏氟乙烯复合得到尼龙窗纱)
1)将0.3克三乙基苯氯化铵、30克质量百分比浓度0.1%的纳米TiO2粒子分散液、1000克聚丙烯腈依次加入到9.5千克N,N-二甲基乙酰胺中,在80℃密闭条件下均匀搅拌,使其充分溶解,得到三乙基苯氯化铵质量百分比浓度为0.003%、纳米TiO2粒子质量百分比浓度为0.0003%、聚丙烯腈质量百分比浓度为10%的溶液,待用;
2)将3克纳米级聚四氟乙烯超细粉末、1000克聚偏氟乙烯缓慢加入到9.0千克N,N-二甲基乙酰胺中,在80℃密闭条件下均匀搅拌,使其充分溶解,得到纳米级聚四氟乙烯质量百分比浓度为0.03%、聚偏氟乙烯质量百分比浓度为10%的溶液,待用;
3)以步骤1)中的溶液为纺丝液A,通过圆柱形旋转电极静电纺丝的方法,在成卷的尼龙窗纱(经表面改性及烘干处理后的基材)上纺一层纳米纤维,相关工艺参数为:基材运转速率为0.5m/min,纺丝电极滚轴旋转速率为10rpm,接收距离50cm,电压为80KV,纳米纤维层的克重为10g/m2
4)以步骤2)中的溶液为纺丝液B,通过圆柱形旋转电极静电纺丝的方法,再在步骤3)的基础上纺一层纳米纤维,相关工艺参数为:基材运转速率为0.5m/min,纺丝电极滚轴旋转速率为10rpm,接收距离40cm,电压为80KV,纳米纤维层的克重为20g/m2
5)将步骤4)制得的材料进行热处理,制成防水抗菌驻极电纺纳米纤维复合窗纱材料。
纳米纤维复合窗纱材料为基材、纳米纤维层复合结构,所述纳米纤维层由两层纳米纤维构成,克重分别为20g/m2,纳米纤维复合窗纱材料对粒径0.3~2.5微米颗粒物的过滤效率为97.80%,透光度56%,阻力压降为20Pa,防水指标(30kPa、30min),大肠杆菌杀灭率为98%。
实施例8(聚丙烯腈、聚偏氟乙烯复合得到聚酯窗纱)
1)将0.3克三乙基苯氯化铵、30克质量百分比浓度0.1%的纳米TiO2粒子分散液、1000克聚丙烯腈依次加入到9.5千克N,N-二甲基乙酰胺中,在80℃密闭条件下均匀搅拌,使其充分溶解,得到三乙基苯氯化铵质量百分比浓度为0.003%、纳米TiO2粒子质量百分比浓度为0.0003%、聚丙烯腈质量百分比浓度为10%的溶液,待用;
2)将3克纳米级聚四氟乙烯超细粉末、1000克聚偏氟乙烯缓慢加入到9.0千克N,N-二甲基乙酰胺中,在80℃密闭条件下均匀搅拌,使其充分溶解,得到纳米级聚四氟乙烯质量百分比浓度为0.03%、聚偏氟乙烯质量百分比浓度为10%的溶液,待用;
3)以步骤1)中的溶液为纺丝液A,通过圆柱形旋转电极静电纺丝的方法,在成卷的聚酯窗纱(经表面改性及烘干处理后的基材)上纺一层纳米纤维,相关工艺参数为:基材运转速率为0.5m/min,纺丝电极滚轴旋转速率为10rpm,接收距离50cm,电压为80KV,纳米纤维层的克重为10g/m2
4)以步骤2)中的溶液为纺丝液B,通过圆柱形旋转电极静电纺丝的方法,再在步骤3)的基础上纺一层纳米纤维,相关工艺参数为:基材运转速率为0.5m/min,纺丝电极滚轴旋转速率为10rpm,接收距离40cm,电压为80KV,纳米纤维层的克重为20g/m2
5)将步骤4)制得的材料进行热处理,制成防水抗菌驻极电纺纳米纤维复合窗纱材料。
纳米纤维复合窗纱材料为基材、纳米纤维层复合结构,所述纳米纤维层由两层纳米纤维构成,克重分别为20g/m2,纳米纤维复合窗纱材料对粒径0.3~2.5微米颗粒物的过滤效率为97.30%,透光度59%,阻力压降为20Pa,防水指标(30kPa、30min),大肠杆菌杀灭率为98%。
实施例9(聚丙烯腈、聚偏氟乙烯复合得到碳纤维窗纱)
1)将0.3克三乙基苯氯化铵、30克质量百分比浓度0.1%的纳米TiO2粒子分散液、1000克聚丙烯腈依次加入到9.5千克N,N-二甲基乙酰胺中,在80℃密闭条件下均匀搅拌,使其充分溶解,得到三乙基苯氯化铵质量百分比浓度为0.003%、纳米TiO2粒子质量百分比浓度为0.0003%、聚丙烯腈质量百分比浓度为10%的溶液,待用;
2)将3克纳米级聚四氟乙烯超细粉末、1000克聚偏氟乙烯缓慢加入到9.0千克N,N-二甲基乙酰胺中,在80℃密闭条件下均匀搅拌,使其充分溶解,得到纳米级聚四氟乙烯质量百分比浓度为0.03%、聚偏氟乙烯质量百分比浓度为10%的溶液,待用;
3)以步骤1)中的溶液为纺丝液A,通过圆柱形旋转电极静电纺丝的方法,在成卷的碳纤维窗纱(经表面改性及烘干处理后的基材)上纺一层纳米纤维,相关工艺参数为:基材运转速率为0.5m/min,纺丝电极滚轴旋转速率为10rpm,接收距离50cm,电压为80KV,纳米纤维层的克重为10g/m2
4)以步骤2)中的溶液为纺丝液B,通过圆柱形旋转电极静电纺丝的方法,再在步骤3)的基础上纺一层纳米纤维,相关工艺参数为:基材运转速率为0.5m/min,纺丝电极滚轴旋转速率为10rpm,接收距离40cm,电压为80KV,纳米纤维层的克重为20g/m2
5)将步骤4)制得的材料进行热处理,制成防水抗菌驻极电纺纳米纤维复合窗纱材料。
纳米纤维复合窗纱材料为基材、纳米纤维层复合结构,所述纳米纤维层由两层纳米纤维构成,克重分别为20g/m2,纳米纤维复合窗纱材料对粒径0.3~2.5微米颗粒物的过滤效率为97.50%,透光度55%,阻力压降为20Pa,防水指标(30kPa、30min),大肠杆菌杀灭率为98%。
实施例10(聚丙烯腈、聚偏氟乙烯复合得到玻璃纤维窗纱)
1)将0.3克三乙基苯氯化铵、30克质量百分比浓度0.1%的纳米TiO2粒子分散液、1000克聚丙烯腈依次加入到9.5千克N,N-二甲基乙酰胺中,在80℃密闭条件下均匀搅拌,使其充分溶解,得到三乙基苯氯化铵质量百分比浓度为0.003%、纳米TiO2粒子质量百分比浓度为0.0003%、聚丙烯腈质量百分比浓度为10%的溶液,待用;
2)将3克纳米级聚四氟乙烯超细粉末、1000克聚偏氟乙烯缓慢加入到9.0千克N,N-二甲基乙酰胺中,在80℃密闭条件下均匀搅拌,使其充分溶解,得到纳米级聚四氟乙烯质量百分比浓度为0.03%、聚偏氟乙烯质量百分比浓度为10%的溶液,待用;
3)以步骤1)中的溶液为纺丝液A,通过圆柱形旋转电极静电纺丝的方法,在成卷的玻璃纤维窗纱(经表面改性及烘干处理后的基材)上纺一层纳米纤维,相关工艺参数为:基材运转速率为0.5m/min,纺丝电极滚轴旋转速率为10rpm,接收距离50cm,电压为80KV,纳米纤维层的克重为10g/m2
4)以步骤2)中的溶液为纺丝液B,通过圆柱形旋转电极静电纺丝的方法,再在步骤3)的基础上纺一层纳米纤维,相关工艺参数为:基材运转速率为0.5m/min,纺丝电极滚轴旋转速率为10rpm,接收距离40cm,电压为80KV,纳米纤维层的克重为20g/m2
5)将步骤4)制得的材料进行热处理,制成防水抗菌驻极电纺纳米纤维复合窗纱材料。
纳米纤维复合窗纱材料为基材、纳米纤维层复合结构,所述纳米纤维层由两层纳米纤维构成,克重分别为20g/m2,纳米纤维复合窗纱材料对粒径0.3~2.5微米颗粒物的过滤效率为97.10%,透光度56%,阻力压降为20Pa,防水指标(30kPa、30min),大肠杆菌杀灭率为98%。
实施例11(三乙基苯氯化铵质量百分比浓度为0.003%、纳米TiO2粒子质量百分比浓度为0.0003%、聚丙烯腈质量百分比浓度为10%的纺丝液A,纳米级聚四氟乙烯质量百分比浓度为0.03%、聚偏氟乙烯质量百分比浓度为10%的纺丝液B,复合得到聚氯乙烯窗纱,其中两层纳米纤维克重为10g/m2、10g/m2)
1)将0.3克三乙基苯氯化铵、30克质量百分比浓度0.1%的纳米TiO2粒子分散液、1000克聚丙烯腈依次加入到9.5千克N,N-二甲基乙酰胺中,在80℃密闭条件下均匀搅拌,使其充分溶解,得到三乙基苯氯化铵质量百分比浓度为0.003%、纳米TiO2粒子质量百分比浓度为0.0003%、聚丙烯腈质量百分比浓度为10%的溶液,待用;
2)将3克纳米级聚四氟乙烯超细粉末、1000克聚偏氟乙烯缓慢加入到9.0千克N,N-二甲基乙酰胺中,在80℃密闭条件下均匀搅拌,使其充分溶解,得到纳米级聚四氟乙烯质量百分比浓度为0.03%、聚偏氟乙烯质量百分比浓度为10%的溶液,待用;
3)以步骤1)中的溶液为纺丝液A,通过圆柱形旋转电极静电纺丝的方法,在成卷的聚氯乙烯窗纱(经表面改性及烘干处理后的基材)上纺一层纳米纤维,相关工艺参数为:基材运转速率为1.0m/min,纺丝电极滚轴旋转速率为10rpm,接收距离50cm,电压为80KV,纳米纤维层的克重为10g/m2
4)以步骤2)中的溶液为纺丝液B,通过圆柱形旋转电极静电纺丝的方法,再在步骤3)的基础上纺一层纳米纤维,相关工艺参数为:基材运转速率为0.8m/min,纺丝电极滚轴旋转速率为10rpm,接收距离40cm,电压为80KV,纳米纤维层的克重为10g/m2
5)将步骤4)制得的材料进行热处理,制成防水抗菌驻极电纺纳米纤维复合窗纱材料。
纳米纤维复合窗纱材料为基材、纳米纤维层复合结构,所述纳米纤维层由两层纳米纤维构成,克重分别为10g/m2,纳米纤维复合窗纱材料对粒径0.3~2.5微米颗粒物的过滤效率为94.60%,透光度70%,阻力压降为18Pa,防水指标(30kPa、30min),大肠杆菌杀灭率为98%。
实施例12(聚丙烯腈、三氟氯乙烯复合得到聚酯窗纱,其中两层纳米纤维克重为10g/m2、15g/m2)
1)将0.3克三乙基苯氯化铵、30克质量百分比浓度0.1%的纳米TiO2粒子分散液、1000克聚丙烯腈依次加入到9.5千克N,N-二甲基乙酰胺中,在80℃密闭条件下均匀搅拌,使其充分溶解,得到三乙基苯氯化铵质量百分比浓度为0.003%、纳米TiO2粒子质量百分比浓度为0.0003%、聚丙烯腈质量百分比浓度为10%的溶液,待用;
2)将3克纳米级聚四氟乙烯超细粉末、1000克聚三氟氯乙烯缓慢加入到9.0千克N,N-二甲基乙酰胺中,在80℃密闭条件下均匀搅拌,使其充分溶解,得到纳米级聚四氟乙烯质量百分比浓度为0.03%、聚三氟氯乙烯质量百分比浓度为10%的溶液,待用;
3)以步骤1)中的溶液为纺丝液A,通过圆柱形旋转电极静电纺丝的方法,在成卷的聚酯窗纱(经表面改性及烘干处理后的基材)上纺一层纳米纤维,相关工艺参数为:基材运转速率为0.5m/min,纺丝电极滚轴旋转速率为10rpm,接收距离50cm,电压为80KV,纳米纤维层的克重为10g/m2
4)以步骤2)中的溶液为纺丝液B,通过圆柱形旋转电极静电纺丝的方法,再在步骤3)的基础上纺一层纳米纤维,相关工艺参数为:基材运转速率为0.5m/min,纺丝电极滚轴旋转速率为10rpm,接收距离35cm,电压为85KV,纳米纤维层的克重为15g/m2
5)将步骤4)制得的材料进行热处理,制成防水抗菌驻极电纺纳米纤维复合窗纱材料。
纳米纤维复合窗纱材料为基材、纳米纤维层复合结构,所述纳米纤维层由两层纳米纤维构成,克重分别为20g/m2,纳米纤维复合窗纱材料对粒径0.3~2.5微米颗粒物的过滤效率为97.50%,透光度64%,阻力压降为19Pa,防水指标(30kPa、30min),大肠杆菌杀灭率为97%。
实施例13(聚丙烯腈、氟乙烯丙烯共聚物复合得到聚酯窗纱,其中两层纳米纤维克重为10g/m2、10g/m2)
1)将0.3克三乙基苯氯化铵、30克质量百分比浓度0.1%的纳米TiO2粒子分散液、1000克聚丙烯腈依次加入到9.5千克N,N-二甲基乙酰胺中,在80℃密闭条件下均匀搅拌,使其充分溶解,得到三乙基苯氯化铵质量百分比浓度为0.003%、纳米TiO2粒子质量百分比浓度为0.0003%、聚丙烯腈质量百分比浓度为10%的溶液,待用;
2)将3克纳米级聚四氟乙烯超细粉末、1000克氟乙烯丙烯共聚物缓慢加入到9.0千克N,N-二甲基乙酰胺中,在80℃密闭条件下均匀搅拌,使其充分溶解,得到纳米级聚四氟乙烯质量百分比浓度为0.03%、氟乙烯丙烯共聚物质量百分比浓度为10%的溶液,待用;
3)以步骤1)中的溶液为纺丝液A,通过圆柱形旋转电极静电纺丝的方法,在成卷的聚酯窗纱(经表面改性及烘干处理后的基材)上纺一层纳米纤维,相关工艺参数为:基材运转速率为0.5m/min,纺丝电极滚轴旋转速率为10rpm,接收距离50cm,电压为80KV,纳米纤维层的克重为10g/m2
4)以步骤2)中的溶液为纺丝液B,通过圆柱形旋转电极静电纺丝的方法,再在步骤3)的基础上纺一层纳米纤维,相关工艺参数为:基材运转速率为0.7m/min,纺丝电极滚轴旋转速率为10rpm,接收距离35cm,电压为80KV,纳米纤维层的克重为10g/m2
5)将步骤4)制得的材料进行热处理,制成防水抗菌驻极电纺纳米纤维复合窗纱材料。
纳米纤维复合窗纱材料为基材、纳米纤维层复合结构,所述纳米纤维层由两层纳米纤维构成,克重分别为10g/m2、5g/m2,纳米纤维复合窗纱材料对粒径0.3~2.5微米颗粒物的过滤效率为96.90%,透光度66%,阻力压降为17Pa,防水指标(30kPa、30min),大肠杆菌杀灭率为98%。
实施例14(纳米TiO2粒子质量百分比浓度为0.0005%,纺丝液质量百分比浓度分别为10%、5%的聚丙烯腈/聚偏氟乙烯复合聚氯乙烯窗纱,两层纳米纤维克重均为10g/m2)
1)将0.3克三乙基苯氯化铵、50克质量百分比浓度0.1%的纳米TiO2粒子分散液、1000克聚丙烯腈依次加入到9.0千克N,N-二甲基甲酰胺中,在80℃密闭条件下均匀搅拌,使其充分溶解,得到三乙基苯氯化铵质量百分比浓度为0.003%、纳米TiO2粒子质量百分比浓度为0.0005%、聚丙烯腈量百分比浓度为10%的溶液,待用;
2)将1克纳米级聚四氟乙烯超细粉末、1000克聚偏氟乙烯缓慢加入到9.0千克N,N-二甲基甲酰胺中,在80℃密闭条件下均匀搅拌,使其充分溶解,得到纳米级聚四氟乙烯质量百分比浓度为0.01%、聚偏氟乙烯质量百分比浓度为5%的溶液,待用;
3)以步骤1)中的溶液为纺丝液A,通过圆柱形旋转电极静电纺丝的方法,在成卷的聚氯乙烯窗纱(经表面改性及烘干处理后的基材)上纺一层纳米纤维,相关工艺参数为:基材运转速率为1.0m/min,纺丝电极滚轴旋转速率为8rpm,接收距离35cm,电压为70KV,纳米纤维层的克重为10g/m2
4)以步骤2)中的溶液为纺丝液B,通过圆柱形旋转电极静电纺丝的方法,再在步骤3)的基础上纺一层纳米纤维,相关工艺参数为:基材运转速率为1.0m/min,纺丝电极滚轴旋转速率为9rpm,接收距离45cm,电压为70KV,纳米纤维层的克重为10g/m2
5)将步骤4)制得的材料进行热处理,制成防水抗菌驻极电纺纳米纤维复合窗纱材料。
纳米纤维复合窗纱材料为基材、纳米纤维层复合结构,所述纳米纤维层由两层纳米纤维构成,克重分别为10g/m2、10g/m2,纳米纤维复合窗纱材料对粒径0.3~2.5微米颗粒物的过滤效率为95.00%,透光度70%,阻力压降为16Pa,防水指标(30kPa、30min),大肠杆菌杀灭率为98%。
实施例15(纳米级聚四氟乙烯质量百分比浓度为0.05%,纺丝液质量百分比浓度分别为5%、10%的聚丙烯腈/聚偏氟乙烯复合聚氯乙烯窗纱,两层纳米纤维克重分别为5g/m2、10g/m2)
1)将0.1克三乙基苯氯化铵、10克质量百分比浓度0.1%的纳米TiO2粒子分散液、500克聚丙烯腈依次加入到9.5千克N,N-二甲基甲酰胺中,在80℃密闭条件下均匀搅拌,使其充分溶解,得到三乙基苯氯化铵质量百分比浓度为0.001%、纳米TiO2粒子质量百分比浓度为0.0001%、聚丙烯腈质量百分比浓度为5%的溶液,待用;
2)将5克纳米级聚四氟乙烯超细粉末、1000克聚偏氟乙烯缓慢加入到9.0千克N,N-二甲基甲酰胺中,在80℃密闭条件下均匀搅拌,使其充分溶解,得到纳米级聚四氟乙烯质量百分比浓度为0.05%、聚偏氟乙烯质量百分比浓度为10%的溶液,待用;
3)以步骤1)中的溶液为纺丝液A,通过圆柱形旋转电极静电纺丝的方法,在成卷的聚氯乙烯窗纱(经表面改性及烘干处理后的基材)上纺一层纳米纤维,相关工艺参数为:基材运转速率为1.0m/min,纺丝电极滚轴旋转速率为8rpm,接收距离30cm,电压为70KV,纳米纤维层的克重为5g/m2
4)以步骤2)中的溶液为纺丝液B,通过圆柱形旋转电极静电纺丝的方法,再在步骤3)的基础上纺一层纳米纤维,相关工艺参数为:基材运转速率为1.0m/min,纺丝电极滚轴旋转速率为9rpm,接收距离55cm,电压为68KV,纳米纤维层的克重为10g/m2
5)将步骤4)制得的材料进行热处理,制成防水抗菌驻极电纺纳米纤维复合窗纱材料。
纳米纤维复合窗纱材料为基材、纳米纤维层复合结构,所述纳米纤维层由两层纳米纤维构成,克重分别为5g/m2、10g/m2,纳米纤维复合窗纱材料对粒径0.3~2.5微米颗粒物的过滤效率为93.00%,透光度75%,阻力压降为10Pa,防水指标(25kPa、30min),大肠杆菌杀灭率为95%。
实施例16(纳米级聚四氟乙烯质量百分比浓度为0.03%,纺丝液质量百分比浓度分别为5%、5%的聚丙烯腈和聚偏氟乙烯复合聚氯乙烯窗纱,两层纳米纤维克重均为5g/m2)
1)将0.1克三乙基苯氯化铵、10克质量百分比浓度0.1%的纳米TiO2粒子分散液、500克聚丙烯腈依次加入到9.5千克N,N-二甲基甲酰胺中,在80℃密闭条件下均匀搅拌,使其充分溶解,得到三乙基苯氯化铵质量百分比浓度为0.001%、纳米TiO2粒子质量百分比浓度为0.0001%、聚丙烯腈质量百分比浓度为5%的溶液,待用;
2)将3克纳米级聚四氟乙烯超细粉末、500克聚偏氟乙烯缓慢加入到9.5千克N,N-二甲基甲酰胺中,在80℃密闭条件下均匀搅拌,使其充分溶解,得到纳米级聚四氟乙烯质量百分比浓度为0.03%、聚偏氟乙烯质量百分比浓度为5%的溶液,待用;
3)以步骤1)中的溶液为纺丝液A,通过圆柱形旋转电极静电纺丝的方法,在成卷的聚氯乙烯窗纱(经表面改性及烘干处理后的基材)上纺一层纳米纤维,相关工艺参数为:基材运转速率为1.0m/min,纺丝电极滚轴旋转速率为8rpm,接收距离30cm,电压为70KV,纳米纤维层的克重为5g/m2
4)以步骤2)中的溶液为纺丝液B,通过圆柱形旋转电极静电纺丝的方法,再在步骤3)的基础上纺一层纳米纤维,相关工艺参数为:基材运转速率为0.8m/min,纺丝电极滚轴旋转速率为9rpm,接收距离35cm,电压为75KV,纳米纤维层的克重为5g/m2
5)将步骤4)制得的材料进行热处理,制成防水抗菌驻极电纺纳米纤维复合窗纱材料。
纳米纤维复合窗纱材料为基材、纳米纤维层复合结构,所述纳米纤维层由两层纳米纤维构成,克重分别为5g/m2,纳米纤维复合窗纱材料对粒径0.3~2.5微米颗粒物的过滤效率为92.90%,透光度80%,阻力压降为12Pa,防水指标(25kPa、30min),大肠杆菌杀灭率为95%。
实施例17(纳米级聚四氟乙烯质量百分比浓度为0.05%,纺丝液质量百分比浓度分别为5%、5%的聚丙烯腈/聚偏氟乙烯复合聚氯乙烯窗纱,两层纳米纤维克重均为5g/m2)
1)将0.1克三乙基苯氯化铵、10克质量百分比浓度0.1%的纳米TiO2粒子分散液、500克聚丙烯腈依次加入到9.5千克N,N-二甲基甲酰胺中,在80℃密闭条件下均匀搅拌,使其充分溶解,得到三乙基苯氯化铵质量百分比浓度为0.001%、纳米TiO2粒子质量百分比浓度为0.0001%、聚丙烯腈质量百分比浓度为5%的溶液,待用;
2)将5克纳米级聚四氟乙烯超细粉末、500克聚偏氟乙烯缓慢加入到9.5千克N,N-二甲基甲酰胺中,在80℃密闭条件下均匀搅拌,使其充分溶解,得到纳米级聚四氟乙烯质量百分比浓度为0.05%、聚偏氟乙烯质量百分比浓度为5%的溶液,待用;
3)以步骤1)中的溶液为纺丝液A,通过圆柱形旋转电极静电纺丝的方法,在成卷的聚氯乙烯窗纱(经表面改性及烘干处理后的基材)上纺一层纳米纤维,相关工艺参数为:基材运转速率为1.0m/min,纺丝电极滚轴旋转速率为8rpm,接收距离30cm,电压为70KV,纳米纤维层的克重为5g/m2
4)以步骤2)中的溶液为纺丝液B,通过圆柱形旋转电极静电纺丝的方法,再在步骤3)的基础上纺一层纳米纤维,相关工艺参数为:基材运转速率为0.8m/min,纺丝电极滚轴旋转速率为8rpm,接收距离40cm,电压为70KV,纳米纤维层的克重为5g/m2
5)将步骤4)制得的材料进行热处理,制成防水抗菌驻极电纺纳米纤维复合窗纱材料。
纳米纤维复合窗纱材料为基材、纳米纤维层复合结构,所述纳米纤维层由两层纳米纤维构成,克重分别为5g/m2,纳米纤维复合窗纱材料对粒径0.3~2.5微米颗粒物的过滤效率为92.50%,透光度79%,阻力压降为12Pa,防水指标(25kPa、30min),大肠杆菌杀灭率为95%。
实施例18(三乙基苯氯化铵质量百分比浓度为0.003%、纳米TiO2粒子质量百分比浓度为0.0003%、纳米级聚四氟乙烯质量百分比浓度为0.03%,纺丝液质量百分比浓度分别为5%、5%的聚丙烯腈/聚偏氟乙烯复合聚氯乙烯窗纱,两层纳米纤维克重均为5g/m2);
1)将0.3克三乙基苯氯化铵、30克质量百分比浓度0.1%的纳米TiO2粒子分散液、500克聚丙烯腈依次加入到9.5千克N,N-二甲基甲酰胺中,在80℃密闭条件下均匀搅拌,使其充分溶解,得到三乙基苯氯化铵质量百分比浓度为0.003%、纳米TiO2粒子质量百分比浓度为0.0003%、聚丙烯腈质量百分比浓度为5%的溶液,待用;
2)将3克纳米级聚四氟乙烯超细粉末、500克聚偏氟乙烯缓慢加入到9.5千克N,N-二甲基甲酰胺中,在80℃密闭条件下均匀搅拌,使其充分溶解,得到纳米级聚四氟乙烯质量百分比浓度为0.03%、聚偏氟乙烯质量百分比浓度为5%的溶液,待用;
3)以步骤1)中的溶液为纺丝液A,通过圆柱形旋转电极静电纺丝的方法,在成卷的聚氯乙烯窗纱(经表面改性及烘干处理后的基材)上纺一层纳米纤维,相关工艺参数为:基材运转速率为1.0m/min,纺丝电极滚轴旋转速率为8rpm,接收距离30cm,电压为70KV,纳米纤维层的克重为5g/m2
4)以步骤2)中的溶液为纺丝液B,通过圆柱形旋转电极静电纺丝的方法,再在步骤3)的基础上纺一层纳米纤维,相关工艺参数为:基材运转速率为0.8m/min,纺丝电极滚轴旋转速率为9rpm,接收距离35cm,电压为75KV,纳米纤维层的克重为5g/m2
5)将步骤4)制得的材料进行热处理,制成防水抗菌驻极电纺纳米纤维复合窗纱材料。
纳米纤维复合窗纱材料为基材、纳米纤维层复合结构,所述纳米纤维层由两层纳米纤维构成,克重分别为5g/m2,纳米纤维复合窗纱材料对粒径0.3~2.5微米颗粒物的过滤效率为92.90%,透光度78%,阻力压降为12Pa,防水指标(30kPa、30min),大肠杆菌杀灭率为98%。

Claims (9)

1.一种防水抗菌驻极电纺纳米纤维复合窗纱材料的制备方法,其特征在于,制备步骤如下:
1)将三乙基苯氯化铵、纳米TiO2粒子分散液、高分子聚合物依次加入到溶剂中,在80℃密闭条件下均匀搅拌,使其充分溶解,即可得到三乙基苯氯化铵质量百分比浓度为0.001%~0.003%、纳米TiO2粒子质量百分比浓度为0.0001%~0.0005%、高分子聚合物质量百分比浓度为5%~10%的三乙基苯氯化铵/纳米TiO2粒子/高分子聚合物溶液,即为纺丝液A,待用;
2)将有机驻极体、含氟高分子聚合物加入到溶剂中,在80℃密闭条件下均匀搅拌,使其充分溶解,即可得到有机驻极体质量百分比浓度为0.01%~0.05%、含氟高分子聚合物质量百分比浓度为5%~10%的有机驻极体/含氟高分子聚合物溶液,即为纺丝液B,待用;
3)以步骤1)中的纺丝液A,通过圆柱形旋转电极静电纺丝的方法,在成卷的基材上纺一层纳米纤维,得到纳米纤维基材A,其中纳米纤维层的克重为5~20g/m2
4)以步骤2)中的纺丝液B,通过圆柱形旋转电极静电纺丝的方法,在步骤3)的基础上,在纳米纤维基材A再纺一层纳米纤维得到纳米纤维基材B,其中纳米纤维层的克重为5~20g/m2
5)将步骤4)得到的纳米纤维基材B进行热处理,制成一种防水抗菌驻极电纺纳米纤维复合窗纱材料。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法中的溶剂为N,N-二甲基甲酰胺,N,N-二甲基乙酰胺,N-甲基吡咯烷酮中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤1)中所述高分子聚合物为聚丙烯腈(PAN)、尼龙6(PA6)、聚苯砜(PPSU)、聚醚酰亚胺(PEI)中的一种。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤2)中所述有机驻极体为纳米级聚四氟乙烯超细粉末,主要粒径0.2微米。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤2)中所述含氟高分子聚合物为聚偏氟乙烯(PVDF)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、氟乙烯丙烯共聚物(FEP)中的一种。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述圆柱形旋转电极静电纺丝的方法,其纺丝过程如下:将纺丝电极置于聚合物溶液内,通过电极的旋转,聚合物溶液在电极表面覆盖一层液层,置于高压电场下,将施加电压升高到临界值后,电场力克服液体的表面张力和粘弹力,在电极表面的液层上将形成多个突起,然后被进一步拉伸成一束束的射流,落在接收材料表面,得到纳米纤维,工艺参数为:基材运转速率为0.5~1.0m/min,纺丝电极滚轴旋转速率为6~10rpm,接收距离30~50cm,电压为50~100KV。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤3)中所述基材为聚氯乙烯窗纱、聚乙烯窗纱、尼龙窗纱、聚酯窗纱、碳纤维窗纱或玻璃纤维窗纱中的一种。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,步骤3)中所述的基材表面经过改性处理,即将硅烷偶联剂KH-550、KH-560和钛酸酯偶联剂NDZ-201三种偶联剂溶于同一乙醇溶剂中制得表面改性剂溶液,每种偶联剂质量分数均为1%,将基材置于表面改性剂溶液中,进行表面处理,后经过烘干处理。
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法制备得到的纳米纤维复合窗纱材料为基材、纳米纤维层复合结构,纳米纤维复合窗纱材料对粒径0.3~2.5微米颗粒物的过滤效率≥90.00%,透光度55~80%,阻力压降≤20Pa,防水指标为在25~30kPa、30min内无渗漏,大肠杆菌杀灭率≥95%。
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