CN111282342A - 一种长效驻极纳米纤维过滤材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种长效驻极纳米纤维过滤材料及其制备方法，属于新材料技术领域，解决了现有技术中存在的驻极纳米纤维过滤材料驻极性能不稳定，导致对空气中的细颗粒物过滤效率低的技术问题。所述过滤材料是由纺丝液经静电纺丝制备而成，其中，所述纺丝液包括如下重量份的组分：聚合物0‑30份；超支化聚合物1‑30份；以及溶剂40‑99份；其中，所述超支化聚合物为具有电子给体‑π共轭体系‑电子受体的偶极子结构侧基的超支化聚合物。本发明通过将超支化聚合物与聚合物共同溶解，通过静电纺丝技术制备具有高PM2.5过滤性能、低阻力压降、且保持理想的性能稳定性的空气过滤材料，具有制备方法简单，生产成本低的优点。

Description

一种长效驻极纳米纤维过滤材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及新材料技术领域，尤其涉及一种长效驻极纳米纤维过滤材料及其制备方法。
背景技术
空气中的细颗粒物粒径小，在大气中的停留时间长、输送距离远，能够对人体健康造成较大危害，易引发肺炎、肺功能下降等多种疾病。采用熔喷纤维、玻璃纤维和纺粘纤维制备的空气过滤材料对空气中的细微颗粒物进行防护是一种行之有效的措施。
目前，传统的空气过滤材料对空气中细微颗粒物的过滤机理主要有以下五种：拦截效应、筛效应、惯性效应、布朗效应和静电效应。熔喷纤维、玻璃纤维和纺粘纤维等这些过滤材料的纤维直径粗、孔径大、比表面较小，惯性效应和布朗效应较弱，对空气中细微颗粒物过滤效率较低。而静电纺丝纳米纤维过滤材料具有丝径细、孔径小、比表面积大等特点，具有良好的惯性效应和布朗效应，是新型过滤材料发展的趋势。为了进一步提高过滤材料的过滤效果，通常对聚合物空气过滤材料进行驻极改性，以提高静电效应，从而进一步提高过滤效率。如对熔喷布进行驻极，但是该方法驻极产生的电荷在异丙醇等有机溶剂作用下容易消失，造成过滤效率大幅降低。另外，通过添加电气石等无机纳米粒子也可进一步提高驻极效果。但无机粒子与聚合物基材相容性不好，易造成空气过滤材料机械性能下降。
发明内容
本发明的目的在于提供一种长效驻极纳米纤维过滤材料及其制备方法，以解决现有技术中存在的驻极纳米纤维过滤材料驻极性能不稳定，导致对空气中细颗粒物过滤效率低的技术问题。为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供了一种长效驻极纳米纤维过滤材料，所述过滤材料是由纺丝液经静电纺丝制备而成，其中，所述纺丝液包括如下重量份的组分：
聚合物0-30份；
超支化聚合物1-30份；以及
溶剂40-99份；
其中，所述超支化聚合物为具有电子给体-π共轭体系-电子受体的偶极子结构侧基的超支化聚合物。
根据一种优选实施方式，所述超支化聚合物为超支化聚酯、超支化聚甲基丙烯酸甲酯、超支化聚三唑或超支化聚苯乙烯。本发明的超支化聚合物选择具有Donor-π-Acceptor偶极子结构特征侧基的超支化聚合物。本发明所述的Donor-π-Acceptor偶极子结构特征的侧基，其基团的一端为电子给体，另一端为电子受体，连接两者的为π共轭体系。
根据一种优选实施方式，所述超支化聚合物的电子给体选自含有氧原子、氮原子或硫原子的具有孤对电子的原子或基团；所述超支化聚合物的电子受体选自具有拉电子倾向的原子或基团；所述π共轭体系选自偶氮苯体系、共轭烃体系或噻吩体系。
根据一种优选实施方式，所述电子给体选自羟基、烷氧基、胺基或巯基中的一种；所述电子受体选自硝基、醛基、氰基、磺酸基、羧基、酰基、三氟甲基、三氯甲基或三溴甲基中的一种；所述π共轭体系为偶氮苯体系。
根据一种优选实施方式，所述聚合物选自以下成分中的一种或几种：聚丙烯腈、聚酰胺、聚氨酯、聚碳酸酯、聚醚砜、聚苯醚、聚酰亚胺、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、壳聚糖或其改性聚合物。优选地，所述聚合物选自聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、聚苯醚或聚苯乙烯中的一种或几种。上述聚合物溶解于所选溶剂后，溶液粘度适中，有利于静电纺丝发射且纺丝纤维发射量较大且纤维强度较高。
根据一种优选实施方式，所述溶剂选自以下成分中的一种或几种：水、甲酸、乙酸、三氟乙酸、乙醇、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、二氯乙烷、氯仿、四氢呋喃、丙酮、甲苯、丁酮或异丙醇。优选地，所述溶剂选自四氢呋喃、二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺中的一种或几种。本发明的溶剂能够充分均匀溶解聚合物，异味小，毒性小，对机械无腐蚀性，价格低廉有利于工业化生产。
根据一种优选实施方式，所述纺丝液包括如下重量份的组分：
聚合物1-20份；
超支化聚合物1-25份；以及
溶剂55-98份；
其中，所述超支化聚合物为具有电子给体-π共轭体系-电子受体的偶极子结构侧基的超支化聚酯、超支化聚甲基丙烯酸甲酯、超支化聚三唑或超支化聚苯乙烯；所述聚合物选自聚丙烯腈、热塑性聚酰亚胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯或聚苯乙烯中的一种或几种；所述溶剂选自N，N-二甲基甲酰胺或N，N-二甲基乙酰胺中的一种或两种。使用上述配方作为优选，使得纺丝液具有更为适中的粘度，具有更大的纺丝量，得到更好的过滤效率。
本发明采用聚合物、含电子给体-π共轭体系-电子受体的偶极子结构特征的侧基超支化聚合物与溶剂制成纺丝液，所得纺丝液具有混合、溶解均匀，粘度适中，电导率高易于纺丝的效果。
本发明还提供了一种长效驻极纳米纤维过滤材料的制备方法，所述制备方法用于制备所述的长效驻极纳米纤维过滤材料，所述制备方法至少包括如下步骤：
S1：制备纺丝液，按照重量百分比分别称取聚合物、超支化聚合物和溶剂；将所述聚合物与所述超支化聚合物在20-80℃下搅拌溶解于所述溶剂中，形成均匀的纺丝液；
S2：进行静电纺丝以获得长效驻极纳米纤维过滤材料，利用静电纺丝方法将步骤S1中的所述纺丝液负载于支撑材料上制备长效驻极纳米纤维过滤材料。
根据一种优选实施方式，所述支撑材料为纺粘、针刺或熔喷无纺布。
根据一种优选实施方式，所述支撑材料为PP熔喷无纺布、PP纺粘无纺布或PET熔喷无纺布。
根据一种优选实施方式，所述步骤S2还包括：在接收电极板上铺附所述支撑材料；然后，在发射电极上施加电压，接收电极板接地或施加反向电压，通过调节正负电压压差、喷丝电极到接收电极间距以及环境温湿度，以制备负载不同形貌纳米纤维的长效驻极纳米纤维过滤材料。
优选地，本发明的制备方法制备的长效驻极纳米纤维过滤膜经干燥后备用，也可再附上其它基底层形成多层复合结构。优选地，可进一步组成由基底层、长效驻极纳米纤维材料、基底层构成的复合结构。
基于上述技术方案，本发明的长效驻极纳米纤维过滤材料及其制备方法至少具有如下技术效果：
本发明的长效驻极纳米纤维过滤材料通过将具有电子给体-π共轭体系-电子受体的偶极子结构侧基的超支化聚合物溶液与聚合物和溶剂共同溶解制备成纺丝液，通过静电纺丝方法使纺丝液制备形成驻极纳米纤维，在静电纺丝过程中，超支化聚合物上的偶极子基团在高压电场作用下发生极化，极化后偶极子基团偶极矩的取向被凝固超支化聚合物骨架所稳定。超支化聚合物高度支化分子结构所产生的位分离效应，使得极化后偶极子基团不易因静电作用团聚，有效稳定极化后发色团偶极矩的取向，使得所制备的纳米纤维具有长效驻极效果。从而大幅度提高了静电吸附力对细颗粒物的拦截作用，有效提高了过滤材料对细微颗粒物的拦截效率。本发明所制备的长效驻极纳米纤维过滤材料具有纤维直径小，比表面大，孔径小和孔隙率高的特点，拥有良好的空气透过性。同时，本发明通过将具有电子给体-π共轭体系-电子受体的偶极子结构侧基的超支化聚合物与聚合物共同溶解，通过静电纺丝技术制备具有高PM2.5过滤性能、低阻力压降、且保持理想的性能稳定性的空气过滤材料，具有制备方法简单，生产成本低等优点。
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获得其他的附图。
图1是本发明实施例1所制备的长效驻极纳米纤维的表面扫描电镜(SEM)图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
实施例1
本实施例1提供了一种优选实施方式的长效驻极纳米纤维过滤材料，其由纺丝液通过静电纺丝方法负载在PP熔喷无纺布的支撑材料上制备而成。其中，该实施例中纺丝液包括如下重量份的组分：
8份聚丙烯腈(PAN)；
8份含偶氮侧基的超支化聚苯甲酸酯；以及
84份N，N-二甲基甲酰胺溶剂。
本实施例1还提供了上述材料的制备方法，具体如下：
(1)称取8份聚丙烯腈(PAN)和8份含偶氮侧基的超支化聚苯甲酸酯加入到含有84份N，N-二甲基甲酰胺溶剂的容器中，置于60℃水浴中加热搅拌至溶解，配置成均匀透明溶液(即纺丝液)。
(2)设置静电纺丝过程参数：流速为2mL/h，电极间距为15cm，电压差为30kV，纺丝针头内径为0.67mm，将PAN纺丝液静电纺丝在熔喷布上0.5h，取下烘干，得到长效驻极超支化聚酯纳米纤维过滤材料。
本实施例1所制备的长效驻极超支化聚酯纳米纤维过滤材料性能如下：NaCl颗粒物过滤效率为99.6％，阻力压降为89Pa(使用TSI 8130型自动滤料检测仪在85L/min下测得)。
经异丙醇浸泡去除过滤材料表面电荷，干燥后，长效驻极纳米纤维过滤材料性能如下：NaCl颗粒物过滤效率为85.3％，阻力压降为88Pa(使用TSI 8130型自动滤料检测仪在85L/min下测得)。由此可知，采用异丙醇进行处理后，本发明的长效驻极纳米纤维过滤材料的过滤效果也不会大幅度降低，说明本发明的制备方法制备的长效驻极纳米纤维过滤材料即便经异丙醇处理后驻极产生的电荷也不容易消失。
本实施例所制得长效驻极纳米纤维的表面扫描电镜(SEM)图见附图1。从附图1可以看出，通过本发明的制备方法制备的长效驻极纳米纤维过滤材料其纤维的直径小、比表面积大、孔径小、孔隙率高，因此，拥有良好的空气透过性。
对比例1
本对比例1所提供的过滤材料与实施例1相比，纺丝液中组分的比例不同，具体为：
8份聚丙烯腈(PAN)；
8份未含偶极子结构侧基的超支化聚苯甲酸酯；和
84份二甲基甲酰胺溶剂。
同等条件下，经测试，对比例所述过滤材料的性能如下：NaCl颗粒物过滤效率：98.8％，阻力压降：88Pa(使用TSI 8130型自动滤料检测仪在85L/min下测得)。
经异丙醇浸泡去除过滤材料表面电荷，干燥后，过滤材料性能如下：NaCl颗粒物过滤效率为62.3％，阻力压降为87Pa(使用TSI 8130型自动滤料检测仪在85L/min下测得)。由此可知，加入未含偶极子结构侧基的超支化聚合物的纺丝液经静电纺丝形成纳米纤维过滤材料后经异丙醇处理后过滤效果大幅度降低，说明加入未含偶极子结构侧基的超支化聚合物制备的纳米纤维过滤材料产生的驻极电荷在异丙醇的作用下容易消失，产生的驻极效果不稳定。
由上述对比例可知，在纺丝液中加入含有偶极子结构侧基的超支化聚苯甲酸酯制备的驻极PAN纳米纤维过滤材料能够具有稳定的体电荷静电吸附力，良好的驻极效果，驻极效果长效持久，从而大幅度提高了对细颗粒物的拦截作用，有效提高过滤材料对细微颗粒物的拦截效率，降低阻力压降。
实施例2
本实施例2提供了另一种优选实施方式的长效驻极纳米纤维过滤材料，其由纺丝液负载在PP纺粘无纺布支撑材料上制备而成。该实施例中纺丝液包括如下重量份的组分：
15份聚苯乙烯(PS)；
15份含偶氮苯侧基的超支化聚苯乙烯；以及
70份N，N-二甲基乙酰胺溶剂。
本实施例还提供了上述材料的制备方法，具体如下：
(1)称取15份的聚苯乙烯(PS)和15份含偶氮苯侧基的超支化聚苯乙烯加入到含有70份N，N-二甲基乙酰胺溶剂的容器中，置于60℃水浴中加热搅拌至溶解，配置成均匀透明即纺丝液。
(2)设置静电纺丝过程参数：流速为2mL/h，电极间距为15cm，电压差为28kV，纺丝针头内径为0.67mm，将纺丝液静电纺丝在熔喷布上0.5h，取下烘干，得到长效驻极超支化聚苯乙烯纳米纤维过滤材料。
本实施例所制备的长效驻极超支化聚苯乙烯纳米纤维过滤材料性能如下：NaCl颗粒物过滤效率为96.3％，阻力压降为92Pa(使用TSI 8130型自动滤料检测仪在85L/min下测得)。
经异丙醇浸泡去除过滤材料表面电荷，干燥后，长效驻极纳米纤维过滤材料性能如下：NaCl颗粒物过滤效率为84.6％，阻力压降为92Pa(使用TSI 8130型自动滤料检测仪在85L/min下测得)。由此可知，采用异丙醇进行处理后，本发明的长效驻极纳米纤维过滤材料的过滤效果也不会大幅度降低，说明本发明的制备方法制备的长效驻极纳米纤维过滤材料即便经异丙醇处理后驻极产生的电荷也不容易消失。
对比例2
本对比例2与实施例2相比，纺丝液中组分的比例不同，具体为：
15份聚苯乙烯(PS)；
15份未含偶极子侧基的超支化聚苯乙烯；以及
70份二甲基乙酰胺溶剂。
同等条件下，经测试，对比例所述过滤材料的性能如下：NaCl颗粒物过滤效率：95.8％，阻力压降：87Pa(使用TSI 8130型自动滤料检测仪在85L/min下测得)。
经异丙醇浸泡去除过滤材料表面电荷，干燥后，过滤材料性能如下：NaCl颗粒物过滤效率为61.2％，阻力压降为86Pa(使用TSI 8130型自动滤料检测仪在85L/min下测得)。由此可知，加入未含偶极子结构侧基的超支化聚合物的纺丝液经静电纺丝形成纳米纤维过滤材料后经异丙醇处理后过滤效果大幅度降低，说明加入未含偶极子结构侧基的超支化聚合物制备的纳米纤维过滤材料产生的驻极电荷在异丙醇的作用下容易消失，产生的驻极效果不稳定。
由上述对比例可知，在纺丝液中加入含偶氮苯侧基的超支化聚苯乙烯能够具有稳定的体电荷静电吸附力，良好的驻极效果，驻极效果长效持久，能够有效提高过滤材料对细微颗粒物的拦截效率，降低阻力压降。
实施例3
本实施例提供了另一种优选实施方式的长效驻极纳米纤维过滤材料，其由纺丝液负载在PP熔喷无纺布支撑材料上制备而成，所述纺丝液包括如下重量份的组分：
10份聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)；
15份含偶氮苯侧基的超支化聚甲基丙烯酸甲酯；以及
75份N，N-二甲基甲酰胺溶剂。
本实施例同时提供了上述材料的制备方法，具体如下：
(1)称取10份聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和15份含偶氮苯侧基的超支化聚甲基丙烯酸甲酯加入到含有75份N，N-二甲基甲酰胺溶剂的容器中，置于60℃水浴中加热搅拌至溶解，配置成均匀透明溶液(即纺丝液)。
(2)设置静电纺丝过程参数：流速为2mL/h，电极间距为15cm，电压差为35kV，纺丝针头内径为0.67mm，将PMMA纺丝液静电纺丝在熔喷布上0.5h，取下烘干，得到长效驻极超支化聚甲基丙烯酸甲酯纳米纤维过滤材料。
本实施例所制备的长效驻极超支化聚甲基丙烯酸甲酯纳米纤维过滤材料性能如下：NaCl颗粒物过滤效率为99.5％，阻力压降为85Pa(使用TSI 8130型自动滤料检测仪在85L/min下测得)。
经异丙醇浸泡去除过滤材料表面电荷，干燥后，长效驻极纳米纤维过滤材料性能如下：NaCl颗粒物过滤效率为86.3％，阻力压降为85Pa(使用TSI 8130型自动滤料检测仪在85L/min下测得)。
由此可知，采用异丙醇进行处理后，本发明的长效驻极纳米纤维过滤材料的过滤效果也不会大幅度降低，说明本发明的制备方法制备的长效驻极纳米纤维过滤材料经异丙醇处理后驻极产生的电荷也不容易消失。
对比例3
本对比例3与实施例3相比，纺丝液中溶液组分的比例不同，具体为：
10份聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)；
15份未含偶极子结构侧基的超支化聚甲基丙烯酸甲酯；以及
75份N，N-二甲基甲酰胺溶剂。
同等条件下，经测试，对比例所述过滤材料的性能如下：NaCl颗粒物过滤效率：96.7％，阻力压降：87Pa(使用TSI 8130型自动滤料检测仪在85L/min下测得)。
经异丙醇浸泡去除过滤材料表面电荷，干燥后，过滤材料性能如下：NaCl颗粒物过滤效率为59.4％，阻力压降为87Pa(使用TSI 8130型自动滤料检测仪在85L/min下测得)。由此可知，加入未含偶极子结构侧基的超支化聚合物的纺丝液经静电纺丝形成纳米纤维过滤材料后经异丙醇处理后过滤效果大幅度降低，说明加入未含偶极子结构侧基的超支化聚合物制备的纳米纤维过滤材料产生的驻极电荷在异丙醇的作用下容易消失，产生的驻极效果不稳定。由上述对比例可知，在纺丝液中加入含偶氮苯侧基的超支化聚甲基丙烯酸甲酯具有稳定的体电荷静电吸附力，良好的驻极效果，驻极效果长效持久，从而大幅度提高了对细颗粒物的拦截作用，有效提高过滤材料对细微颗粒物的拦截效率，降低阻力压降。
实施例4
本实施例提供了另一种优选实施方式的长效驻极纳米纤维过滤材料，其由纺丝液负载在PET熔喷无纺布支撑材料上制备而成，所述纺丝液包括如下重量份的组分：
7份热塑性聚酰亚胺(PI)；
10份含偶氮苯侧基的超支化聚三唑；以及
83份N，N-二甲基乙酰胺溶剂。
本实施例同时提供了上述材料的制备方法，具体如下：
(1)称取7份聚酰亚胺(PMMA)和10份含偶氮苯侧基的超支化聚三唑加入到含有83份N，N-二甲基乙酰胺溶剂的容器中，置于60℃水浴中加热搅拌至溶解，配置成均匀透明溶液(即纺丝液)。
(2)设置静电纺丝过程参数：流速为2mL/h，电极间距为15cm，电压差为38kV，纺丝针头内径为0.67mm，将PI纺丝液静电纺丝在熔喷布上0.5h，取下烘干，得到长效驻极超支化聚三唑纳米纤维过滤材料。
本实施例所制备的长效驻极超支化聚三唑纳米纤维过滤材料性能如下：NaCl颗粒物过滤效率为99.6％，阻力压降为97Pa(使用TSI 8130型自动滤料检测仪在85L/min下测得)。
经异丙醇浸泡去除过滤材料表面电荷，干燥后，长效驻极纳米纤维过滤材料性能如下：NaCl颗粒物过滤效率为87.5％，阻力压降为96Pa(使用TSI 8130型自动滤料检测仪在85L/min下测得)。
由此可知，采用异丙醇进行处理后，本发明的长效驻极纳米纤维过滤材料的过滤效果也不会大幅度降低，说明本发明的制备方法制备的长效驻极纳米纤维过滤材料经异丙醇处理后驻极产生的电荷也不容易消失。
对比例4
本对比例4与实施例4相比，纺丝液中溶液组分的比例不同，具体为：
7份热塑性聚酰亚胺(PI)；
10份未含偶极子结构侧基的超支化聚三唑；以及
83份N，N-二甲基乙酰胺溶剂。
同等条件下，经测试，对比例所述过滤材料的性能如下：NaCl颗粒物过滤效率：97.5％，阻力压降：98Pa(使用TSI 8130型自动滤料检测仪在85L/min下测得)。
经异丙醇浸泡去除过滤材料表面电荷，干燥后，过滤材料性能如下：NaCl颗粒物过滤效率为59.7％，阻力压降为99Pa(使用TSI 8130型自动滤料检测仪在85L/min下测得)。由此可知，加入未含偶极子结构侧基的超支化聚合物的纺丝液经静电纺丝形成纳米纤维过滤材料后经异丙醇处理后过滤效果大幅度降低，说明加入未含偶极子结构侧基超支化聚合物制备的纳米纤维过滤材料产生的驻极电荷在异丙醇的作用下容易消失，产生的驻极效果不稳定。
由上述对比例可知，在纺丝液中加入含偶氮苯侧基的超支化聚三唑具有稳定的体电荷静电吸附力，良好的驻极效果，驻极效果长效持久，从而大幅度提高了对细颗粒物的拦截作用，有效提高过滤材料对细微颗粒物的拦截效率，降低阻力压降。
本发明的长效驻极纳米纤维过滤材料通过采用具有电子给体-π共轭体系-电子受体的偶极子结构侧基的超支化聚合物溶液，通过静电纺丝方法使形成的纺丝液制备形成驻极纳米纤维，在静电纺丝过程中，超支化聚合物上的偶极子基团在高压电场作用下发生极化，极化后偶极子基团偶极矩的取向被凝固超支化聚合物骨架所稳定。超支化聚合物高度支化分子结构所产生的位分离效应，使得极化后偶极子基团不易因静电作用团聚，有效稳定极化后发色团偶极矩的取向，使得所制备的纳米纤维具有长效驻极效果，驻极效果长效持久，从而大幅度提高了静电吸附力对细颗粒物的拦截作用，有效提高了过滤材料对细微颗粒物的拦截效率。另外，本发明的长效驻极纳米纤维过滤材料具有制备方法简单，生产成本低等优点。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种长效驻极纳米纤维过滤材料，其特征在于，所述过滤材料是由纺丝液经静电纺丝制备而成，其中，所述纺丝液包括如下重量份的组分：
聚合物0-30份；
超支化聚合物1-30份；以及
溶剂40-99份；
其中，所述超支化聚合物为具有电子给体-π共轭体系-电子受体的偶极子结构侧基的超支化聚合物。
2.根据权利要求1所述的长效驻极纳米纤维过滤材料，其特征在于，所述超支化聚合物为超支化聚酯、超支化聚甲基丙烯酸甲酯、超支化聚三唑或超支化聚苯乙烯。
3.根据权利要求1所述的长效驻极纳米纤维过滤材料，其特征在于，所述超支化聚合物的电子给体选自含有氧原子、氮原子或硫原子的具有孤对电子的原子或基团；所述超支化聚合物的电子受体选自具有拉电子倾向的原子或基团；所述π共轭体系选自偶氮苯体系、共轭烃体系或噻吩体系。
4.根据权利要求2所述的长效驻极纳米纤维过滤材料，其特征在于，所述电子给体选自羟基、烷氧基、胺基或巯基中的一种；所述电子受体选自硝基、醛基、氰基、磺酸基、羧基、酰基、三氟甲基、三氯甲基或三溴甲基中的一种；所述π共轭体系为偶氮苯体系。
5.根据权利要求1所述的长效驻极纳米纤维过滤材料，其特征在于，所述聚合物选自以下成分中的一种或几种：聚丙烯腈、聚酰胺、聚氨酯、聚碳酸酯、聚醚砜、聚苯醚、聚酰亚胺、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、壳聚糖或其改性聚合物。
6.根据权利要求1所述的长效驻极纳米纤维过滤材料，其特征在于，所述溶剂选自以下成分中的一种或几种：水、甲酸、乙酸、三氟乙酸、乙醇、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、二氯乙烷、氯仿、四氢呋喃、丙酮、甲苯、丁酮或异丙醇。
7.根据权利要求1至6任一项所述的长效驻极纳米纤维过滤材料，其特征在于，所述纺丝液包括如下重量份的组分：
聚合物1-20份；
超支化聚合物1-25份；以及
溶剂55-98份；
其中，所述超支化聚合物为具有电子给体-π共轭体系-电子受体的偶极子结构侧基的超支化聚酯、超支化聚甲基丙烯酸甲酯、超支化聚三唑或超支化聚苯乙烯；所述聚合物选自聚丙烯腈、热塑性聚酰亚胺、聚甲基丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯或聚苯乙烯中的一种或几种；所述溶剂选自N，N-二甲基甲酰胺或N，N-二甲基乙酰胺中的一种或两种。
8.一种长效驻极纳米纤维过滤材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法用于制备权利要求1至7任一项所述的长效驻极纳米纤维过滤材料，所述制备方法至少包括如下步骤：
S1：制备纺丝液，按照重量百分比分别称取聚合物、超支化聚合物和溶剂；将所述聚合物与所述超支化聚合物在20-80℃下搅拌溶解于所述溶剂中，形成均匀的纺丝液；
S2：进行静电纺丝以获得长效驻极纳米纤维过滤材料，利用静电纺丝方法将步骤S1中的所述纺丝液负载于支撑材料上制备长效驻极纳米纤维过滤材料。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述支撑材料为纺粘、针刺或熔喷无纺布。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2还包括：在接收电极板上铺附所述支撑材料；然后，在发射电极上施加电压，接收电极板接地或施加反向电压，通过调节正负电压压差、喷丝电极到接收电极间距以及环境温湿度，以制备负载不同形貌纳米纤维的长效驻极纳米纤维过滤材料。
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