CN113106635B - 一种静电纺丝纳米纤维无纺布及其制备方法和应用 - Google Patents

一种静电纺丝纳米纤维无纺布及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN113106635B
CN113106635B CN202110274745.7A CN202110274745A CN113106635B CN 113106635 B CN113106635 B CN 113106635B CN 202110274745 A CN202110274745 A CN 202110274745A CN 113106635 B CN113106635 B CN 113106635B
Authority
CN
China
Prior art keywords
electrostatic spinning
parts
woven fabric
weight
thermoplastic resin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110274745.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113106635A (zh
Inventor
吴立琼
余小鸽
杨友强
丁超
李成
陈平绪
袁志敏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangdong Kingfa Science and Technology Co Ltd
Original Assignee
Guangdong Kingfa Science and Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangdong Kingfa Science and Technology Co Ltd filed Critical Guangdong Kingfa Science and Technology Co Ltd
Priority to CN202110274745.7A priority Critical patent/CN113106635B/zh
Publication of CN113106635A publication Critical patent/CN113106635A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113106635B publication Critical patent/CN113106635B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • DTEXTILES; PAPER
    • D04BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04HMAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H13/00Other non-woven fabrics
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A41WEARING APPAREL
    • A41DOUTERWEAR; PROTECTIVE GARMENTS; ACCESSORIES
    • A41D13/00Professional, industrial or sporting protective garments, e.g. surgeons' gowns or garments protecting against blows or punches
    • A41D13/05Professional, industrial or sporting protective garments, e.g. surgeons' gowns or garments protecting against blows or punches protecting only a particular body part
    • A41D13/11Protective face masks, e.g. for surgical use, or for use in foul atmospheres
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01DMECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/0007Electro-spinning
    • D01D5/0015Electro-spinning characterised by the initial state of the material
    • D01D5/003Electro-spinning characterised by the initial state of the material the material being a polymer solution or dispersion
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01DMECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/0007Electro-spinning
    • D01D5/0061Electro-spinning characterised by the electro-spinning apparatus
    • D01D5/0076Electro-spinning characterised by the electro-spinning apparatus characterised by the collecting device, e.g. drum, wheel, endless belt, plate or grid
    • D01D5/0084Coating by electro-spinning, i.e. the electro-spun fibres are not removed from the collecting device but remain integral with it, e.g. coating of prostheses
    • DTEXTILES; PAPER
    • D04BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04HMAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/42Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
    • D04H1/4282Addition polymers
    • DTEXTILES; PAPER
    • D04BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04HMAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/42Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
    • D04H1/4282Addition polymers
    • D04H1/4291Olefin series
    • DTEXTILES; PAPER
    • D04BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04HMAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/42Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
    • D04H1/4282Addition polymers
    • D04H1/43Acrylonitrile series
    • DTEXTILES; PAPER
    • D04BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04HMAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/42Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
    • D04H1/4326Condensation or reaction polymers
    • D04H1/4334Polyamides
    • DTEXTILES; PAPER
    • D04BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04HMAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/42Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
    • D04H1/4326Condensation or reaction polymers
    • D04H1/435Polyesters
    • DTEXTILES; PAPER
    • D04BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04HMAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/42Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
    • D04H1/4326Condensation or reaction polymers
    • D04H1/4358Polyurethanes
    • DTEXTILES; PAPER
    • D04BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04HMAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/42Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
    • D04H1/4382Stretched reticular film fibres; Composite fibres; Mixed fibres; Ultrafine fibres; Fibres for artificial leather
    • DTEXTILES; PAPER
    • D04BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04HMAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/70Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres
    • D04H1/72Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres the fibres being randomly arranged
    • D04H1/728Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres the fibres being randomly arranged by electro-spinning

Abstract

本发明提供一种静电纺丝纳米纤维无纺布及其制备方法和应用,静电纺丝纳米纤维无纺布包括无纺布和静电纺丝纳米纤维,所述静电纺丝纳米纤维包括以下重量份的组分:热塑性树脂100~500份、金属有机框架材料10~60份和二甲基甲酰胺120~160份。本发明的静电纺丝纳米纤维无纺布将金属有机框架材料、二甲基甲酰胺与热塑性树脂搭配作为静电纺丝液静电纺丝至无纺布后,得到的静电纺丝纳米纤维无纺布具有优异的高吸附容量,具有高效的过滤性能同时具有更低的呼吸阻力。本发明的静电纺丝纳米纤维无纺布实现在满足呼吸防护的同时,增加透气性,减少憋闷感。

Description

一种静电纺丝纳米纤维无纺布及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及无纺布复合材料领域,具体涉及一种静电纺丝纳米纤维无纺布及其制备方法和应用。
背景技术
山火、雾霾、流感、冠状病毒等威胁人类健康的问题层出不穷,人们不得不加强自身呼吸防护,佩戴口罩能够有效地滤除空气中尘埃粒子、油性气溶胶、有害微生物等物质,保护自己和他人的健康。目前口罩过滤层材料常用驻极的聚丙烯熔喷无纺布,其能有效吸附空气中的微尘和微生物等,过滤机理在于利用静电吸附和物理吸附过滤气溶胶,从而达到呼吸防护的效果,但过滤效率与呼吸阻力也呈正相关关系,过滤效率越高,呼吸阻力越大。现有的口罩无纺布在满足过滤效率达到90%以上时,其呼吸阻力偏大,影响佩戴的舒适感。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种过滤材料纤维和静电纺丝纳米纤维无纺布及其制备方法。
为实现上述目的,本发明采取的技术方案为:一种静电纺丝纳米纤维无纺布,所述静电纺丝纳米纤维无纺布包括无纺布和静电纺丝纳米纤维,所述静电纺丝纳米纤维包括以下重量份的组分:热塑性树脂100~500份、金属有机框架材料10~60份和二甲基甲酰胺120~160份。
上述静电纺丝纳米纤维无纺布将金属有机框架材料和纳米静电纺丝结合起来,通过在无纺布上静电纺丝纳米纤维得到静电纺丝纳米纤维无纺布,静电纺丝纳米纤维包括热塑性树脂、金属有机框架材料(Metal-Organic Frameworks)和二甲基甲酰胺,金属有机框架材料、二甲基甲酰胺与热塑性树脂搭配形成静电纺丝纳米纤维使得静电纺丝纳米纤维无纺布具有高效的过滤性能同时具有更低的呼吸阻力。上述的静电纺丝纳米纤维无纺布实现在满足呼吸防护的同时,增加透气性,减少憋闷感。
优选地,静电纺丝纳米纤维无纺布上的静电纺丝纳米纤维含量为0.5g/cm2~20g/cm2
优选地,所述热塑性树脂包括聚丙烯、聚氨酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯腈、聚苯乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、以及聚酰胺中的至少一种。
优选地,所述金属有机框架材料由金属离子或团簇与有机配体组成;所述有机配体为二甲基咪唑、2,5-二羟基对苯二甲酸、2-氨基-4,4′-二羧酸或者苯并咪唑,形成所述金属离子或团簇的金属源为镁、铁、铬、铜、锌、钴或锆。
优选地,所述金属有机框架材料为IRMOF系列材料(Isoreticular Metal-OrganicFramework)、ZIF系列材料(Zeoliticimidazolate framework)、MIL系列材料(Materialsof Institut Lavoisier)和UIO系列材料(University of Oslo)中的至少一种。
优选地,所述金属有机框架材料包括MIL-100、MIL-101、MIL-96、MOF-199、MOF-74、ZIF-7、ZIF-8、ZIF-67、UIO-66、以及UIO-67中的至少一种。
优选地,所述金属有机框架材料为MIL-100(Fe)(CAS NO.:1195763-37-1,分子式:C9H6O6Fe)、MIL-101(Cr)(869288-09-5分子式:C24H16Cr3FO15)、MIL-96(Al)(CAS NO.:908831-43-6分子式C54H46Al14O62.H48O24)、MOF-199(Cu)(Cu3(BTC)2)、MOF-74(Mg)(CAS NO.:1174268-74-6分子式:C8H4O8Mg2)、ZIF-7(Zn)(CAS:909531-29-9分子式:C7H6N2.Zn.H2O)、ZIF-8(Zn)(CAS NO.:59061-53-9分子式:C8H12N4 .Zn)、ZIF-67(Co)(CAS NO.:46201-07-04,分子式:C8H12N4Co)、UIO-66(Zr)(1072413-89-8分子式:C48H28O32Zr6)、以及UIO-67(Zr)(CASNO.:1072413-83-2分子式:C84H52O32Zr6)中的至少一种。
优选地,所述静电纺丝纳米纤维还包括0.1~5份驻极体和0.1~1份香味母粒。
优选地,所述驻极体为电气石、钛酸钡、三嗪类化合物、酰亚胺聚合物、受阻胺、氟硅聚合物中的一种或几种,其中,电气石、钛酸钡的粒径均小于等于100nm,嗪类化合物分子量≥500,氟硅聚合物的数均分子量≥2000。
优选地,所述香味母粒为花香类增香母粒或果香类增香母粒。
优选地,所述金属有机框架材料和热塑性树脂的重量比为(0.01~1):1,更优选的,所述热塑性树脂和金属有机框架材料的重量比为1:(0.1~0.5),更优选的,所述热塑性树脂和金属有机框架材料的重量比为1:(0.15~0.3)。
本发明还提供一种上述任一所述过滤材料纤维的制备方法,所述方法包括以下步骤:
(1)将热塑性树脂、金属有机框架材料和二甲基甲酰胺按重量比混合得到静电纺丝溶液;
(2)将步骤(1)得到的静电纺丝溶液静电纺丝至无纺布上,得到静电纺丝纳米纤维无纺布。
优选地,步骤(1)中,将热塑性树脂、金属有机框架材料、二甲基甲酰胺、驻极体和香味母粒重量比混合得到静电纺丝溶液。
优选地,所述静电纺丝包括以下条件:喷丝板喷速为0.5~0.9ml/h,喷丝口直径为0.2~0.5mm,无纺布与喷丝口的距离为15~30cm,静电纺丝的电压为9~11KV,温度控制在20~25℃,湿度控制为15%~30%。
本发明还提供一种口罩,所述口罩包括上述任一所述静电纺丝纳米纤维无纺布。
上述的口罩实现在满足呼吸防护的同时,增加透气性,减少憋闷感。
本发明的有益效果在于:本发明提供了一种静电纺丝纳米纤维无纺布及其制备方法和应用,本发明的静电纺丝纳米纤维无纺布将金属有机框架材料与热塑性树脂搭配并且静电纺丝至无纺布后,得到的静电纺丝纳米纤维无纺布具有优异的高吸附容量,具有高效的过滤性能同时具有更低的呼吸阻力。本发明的静电纺丝纳米纤维无纺布在满足呼吸防护的同时,增加透气性,减少憋闷感。
具体实施方式
为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点,下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。
无纺布:25g/cm2,佛山市南海必得福无纺布有限公司。
二甲基甲酰胺、二甲基咪唑、2,5-二羟基对苯二甲酸、2-氨基-4,4′-二羧酸:购自Sigma-Aldrich。
聚丙烯腈、聚苯乙烯、聚乙烯吡咯烷酮,购自Alfa Aesar,聚丙烯腈的重均分子量为150000、聚苯乙烯重均分子量为150000、聚乙烯吡咯烷酮重均分子量为150000。
实施例1
作为本发明实施例的一种静电纺丝纳米纤维无纺布,静电纺丝纳米纤维无纺布包括无纺布和静电纺丝纳米纤维,静电纺丝纳米纤维包括以下重量份的组分:热塑性树脂100份、金属有机框架材料20份和二甲基甲酰胺120份,所述热塑性树脂为聚丙烯腈,所述金属有机框架材料为ZIF-8(Zn)。
本实施例静电纺丝纳米纤维无纺布的制备方法包括以下步骤:
(1)将20重量份ZIF-8(Zn)溶于120重量份的二甲基甲酰胺溶中,超声分散30min,加入80份的聚丙烯腈,搅拌2h后再加入20份数的聚丙烯腈,得到静电纺丝溶液;
(2)将静电纺丝溶液转移到静电纺丝装置中,喷丝板喷速为0.8ml/h,喷丝口直径为0.5mm,在无纺布(25g/cm2,佛山市南海必得福无纺布有限公司)表面静电纺丝,无纺布与喷丝口的距离为20cm,静电纺丝的电压为11KV,温度控制在25℃,湿度控制为30%,得到静电纺丝纳米纤维无纺布,静电纺丝纳米纤维无纺布上的静电纺丝纳米纤维含量为3g/cm2
本实施例的ZIF-8(Zn)的制备方法包括以下步骤:将10重量份的四水合硝酸锌溶于90重量份甲醇的硝酸锌溶液,同时,10重量份的二甲基咪唑溶于90重量份的甲醇制备二甲基咪唑溶液,在25±5℃下将两个溶液边搅拌边混合,继续搅拌24h形成沉淀,过滤、干燥得到ZIF-8(Zn)。
ZIF-8(Zn)也可以直接购买得到。
实施例2
作为本发明实施例的一种静电纺丝纳米纤维无纺布,静电纺丝纳米纤维无纺布包括无纺布和静电纺丝纳米纤维,静电纺丝纳米纤维包括以下重量份的组分:热塑性树脂100份、金属有机框架材料20份和二甲基甲酰胺120份,所述热塑性树脂为聚丙烯腈,所述金属有机框架材料为MOF-74(Mg)。
本实施例静电纺丝纳米纤维无纺布的制备方法包括以下步骤:
(1)将20重量份的MOF-74(Mg)溶于120重量份的二甲基甲酰胺溶中,超声分散30min,加入80份聚丙烯腈,搅拌2h后再加入20份的聚丙烯腈,得到静电纺丝溶液;
(2)将静电纺丝溶液转移到静电纺丝装置中,喷丝板喷速为0.8ml/h,喷丝口直径为0.5mm,在无纺布(25g/cm2,佛山市南海必得福无纺布有限公司)表面静电纺丝,无纺布与喷丝口的距离为30m,静电纺丝的电压为9KV,温度控制在20℃,湿度控制为30%,得到静电纺丝纳米纤维无纺布,静电纺丝纳米纤维无纺布上的静电纺丝纳米纤维含量为3g/cm2
本实施例的MOF-74(Mg)的制备方法包括以下步骤:将20重量份的2,5-二羟基对苯二甲酸和80重量份硝酸镁溶于130份二甲基甲酰胺、10份乙醇和10份水的混合溶液,加热至150℃,搅拌26h形成沉淀,过滤,洗涤,干燥得到MOF-74(Mg)。
MOF-74(Mg)也可以直接购买得到。
实施例3
作为本发明实施例的一种静电纺丝纳米纤维无纺布,静电纺丝纳米纤维无纺布包括无纺布和静电纺丝纳米纤维,静电纺丝纳米纤维包括以下重量份的组分:热塑性树脂100份、金属有机框架材料40份和二甲基甲酰胺140份,所述热塑性树脂为聚丙烯腈,所述金属有机框架材料为MOF-74(Mg)。
本实施例的静电纺丝纳米纤维无纺布除重量份以外,其余与实施例2均相同。
实施例4
作为本发明实施例的一种静电纺丝纳米纤维无纺布,静电纺丝纳米纤维无纺布包括无纺布和静电纺丝纳米纤维,静电纺丝纳米纤维包括以下重量份的组分:热塑性树脂100份、金属有机框架材料60份和二甲基甲酰胺160份,所述热塑性树脂为聚丙烯腈,所述金属有机框架材料为MOF-74(Mg)。
本实施例的静电纺丝纳米纤维无纺布除重量份以外,其余与实施例2均相同。
实施例5
作为本发明实施例的一种静电纺丝纳米纤维无纺布,静电纺丝纳米纤维无纺布包括无纺布和静电纺丝纳米纤维,静电纺丝纳米纤维包括以下重量份的组分:热塑性树脂100份、金属有机框架材料60份和二甲基甲酰胺160份,所述热塑性树脂为聚苯乙烯,所述金属有机框架材料为MOF-74(Mg)。
本实施例的静电纺丝纳米纤维无纺布除热塑性树脂材料以外,其余与实施例4均相同。
实施例6
作为本发明实施例的一种静电纺丝纳米纤维无纺布,静电纺丝纳米纤维无纺布包括无纺布和静电纺丝纳米纤维,静电纺丝纳米纤维包括以下重量份的组分:热塑性树脂100份、金属有机框架材料60份和二甲基甲酰胺160份,所述热塑性树脂为聚乙烯吡咯烷酮,所述金属有机框架材料为MOF-74(Mg)。
本实施例的静电纺丝纳米纤维无纺布除热塑性树脂材料以外,其余与实施例4均相同。
实施例7
作为本发明实施例的一种静电纺丝纳米纤维无纺布,静电纺丝纳米纤维无纺布包括无纺布和静电纺丝纳米纤维,静电纺丝纳米纤维包括以下重量份的组分:热塑性树脂100份、金属有机框架材料60份和二甲基甲酰胺160份,所述热塑性树脂为聚丙烯腈,所述金属有机框架材料为UIO-66(Zr)。
本实施例的静电纺丝纳米纤维无纺布除金属有机框架材料以外,其余与实施例4均相同。
UIO-66(Zr)的制备方法包括以下步骤:将10重量份的氯化锆和14重量份2-氨基-4,4′-二羧酸溶于50份二甲基甲酰胺,加热至80℃,搅拌12h形成沉淀,过滤,洗涤,干燥得到UIO-66(Zr)。
UIO-66(Zr)也可以直接购买得到。
实施例8
作为本发明实施例的一种静电纺丝纳米纤维无纺布,静电纺丝纳米纤维无纺布包括无纺布和静电纺丝纳米纤维,静电纺丝纳米纤维包括以下重量份的组分:热塑性树脂100份、金属有机框架材料60份和二甲基甲酰胺160份,所述金属有机框架材料为MIL-100(Fe)。
本实施例的静电纺丝纳米纤维无纺布除金属有机框架材料以外,其余与实施例4均相同。
实施例9
作为本发明实施例的一种静电纺丝纳米纤维无纺布,本实施例与实施例2的唯一区别为:包括10重量份的MOF-74(Mg)。
实施例10
作为本发明实施例的一种静电纺丝纳米纤维无纺布,本实施例与实施例2的唯一区别为:包括30重量份的MOF-74(Mg)。
实施例11
作为本发明实施例的一种静电纺丝纳米纤维无纺布,本实施例与实施例2的唯一区别为:包括50重量份的MOF-74(Mg)。
实施例12
作为本发明实施例的一种静电纺丝纳米纤维无纺布,静电纺丝纳米纤维无纺布包括无纺布和静电纺丝纳米纤维,静电纺丝纳米纤维包括以下重量份的组分:热塑性树脂100份、金属有机框架材料20份、二甲基甲酰胺120份、驻极体1份和香味母粒0.1份,所述热塑性树脂为聚丙烯腈,所述金属有机框架材料为MOF-74(Mg),所述驻极体为粒径50nm~70nm的钛酸钡,所述香味母粒为茉莉花香类母粒,购自无锡市长虹化塑色粒有限公司。
本实施例静电纺丝纳米纤维无纺布的制备方法包括以下步骤:
(1)将20重量份的MOF-74(Mg)溶于120重量份的二甲基甲酰胺溶中,超声分散30min,加入80份聚丙烯腈,搅拌2h后再加入20份的聚丙烯腈,得到静电纺丝溶液;
(2)将静电纺丝溶液转移到静电纺丝装置中,喷丝板喷速为0.8ml/h,喷丝口直径为0.5mm,在无纺布(25g/cm2,佛山市南海必得福无纺布有限公司)表面静电纺丝,无纺布与喷丝口的距离为30m,静电纺丝的电压为9KV,温度控制在20℃,湿度控制为30%,得到静电纺丝纳米纤维无纺布,静电纺丝纳米纤维无纺布上的静电纺丝纳米纤维含量为3g/cm2
对比例1
作为本发明对比例的一种静电纺丝纳米纤维无纺布,静电纺丝纳米纤维无纺布包括无纺布和静电纺丝纳米纤维,静电纺丝纳米纤维包括100重量份的聚丙烯腈和100重量份的二甲基甲酰胺。
本对比例的静电纺丝纳米纤维无纺布的制备方法包括以下步骤:
(1)将100重量份的聚丙烯腈溶于100重量份的二甲基甲酰胺中,超声分散30min,得到静电纺丝溶液;
(2)将静电纺丝溶液转移到静电纺丝装置中,喷丝板喷速为0.8ml/h,喷丝口直径为0.5mm,在无纺布(25g/cm2,佛山市南海必得福无纺布有限公司)表面静电纺丝,无纺布与喷丝口的距离为30cm,静电纺丝的电压为9KV,温度控制在20℃,湿度控制为30%,得到静电纺丝纳米纤维无纺布,静电纺丝纳米纤维无纺布上的静电纺丝纳米纤维含量为3g/cm2
对比例2
作为本发明对比例的一种静电纺丝纳米纤维无纺布,静电纺丝纳米纤维无纺布包括无纺布和静电纺丝纳米纤维,静电纺丝纳米纤维包括100重量份的聚苯乙烯和100重量份的二甲基甲酰胺。
本对比例的静电纺丝纳米纤维无纺布的制备方法包括以下步骤:
(1)100重量份的聚苯乙烯溶于100重量份的二甲基甲酰胺中,超声分散30min,得到静电纺丝溶液;
(2)将静电纺丝溶液转移到静电纺丝装置中,喷丝板喷速为0.8ml/h,喷丝口直径为0.5mm,在无纺布(25g/cm2,佛山市南海必得福无纺布有限公司)表面静电纺丝,无纺布与喷丝口的距离为30cm,静电纺丝的电压为9KV,温度控制在20℃,湿度控制为30%,得到静电纺丝纳米纤维无纺布,静电纺丝纳米纤维无纺布上的静电纺丝纳米纤维含量为3g/cm2
对比例3
作为本发明对比例的一种静电纺丝纳米纤维无纺布,静电纺丝纳米纤维无纺布包括无纺布和静电纺丝纳米纤维,静电纺丝纳米纤维包括100重量份的聚乙烯吡咯烷酮和100重量份的二甲基甲酰胺。
本对比例的静电纺丝纳米纤维无纺布的制备方法包括以下步骤:
(1)将100重量份的聚乙烯吡咯烷酮溶于100重量份的二甲基甲酰胺中,超声分散30min,得到静电纺丝溶液;
(2)将静电纺丝溶液转移到静电纺丝装置中,喷丝板喷速为0.8ml/h,喷丝口直径为0.5mm,在无纺布(25g/cm2,佛山市南海必得福无纺布有限公司)表面静电纺丝,无纺布与喷丝口的距离为30cm,静电纺丝的电压为9KV,温度控制在20℃,湿度控制为30%,得到静电纺丝纳米纤维无纺布,静电纺丝纳米纤维无纺布上的静电纺丝纳米纤维含量为3g/cm2
对比例4
作为本发明对比例的一种静电纺丝纳米纤维无纺布,静电纺丝纳米纤维无纺布包括无纺布和静电纺丝纳米纤维,静电纺丝纳米纤维包括100重量份的聚丙烯腈、60重量份的硝酸镁和160重量份的二甲基甲酰胺。
本对比例的静电纺丝纳米纤维无纺布的制备方法包括以下步骤:
(1)将100重量份的聚丙烯腈和60重量份的硝酸镁溶于160重量份的二甲基甲酰胺中,超声分散30min,得到静电纺丝溶液;
(2)将静电纺丝溶液转移到静电纺丝装置中,喷丝板喷速为0.8ml/h,喷丝口直径为0.5mm,在无纺布(25g/cm2,佛山市南海必得福无纺布有限公司)表面静电纺丝,无纺布与喷丝口的距离为30cm,静电纺丝的电压为9KV,温度控制在20℃,湿度控制为30%,得到静电纺丝纳米纤维无纺布,静电纺丝纳米纤维无纺布上的静电纺丝纳米纤维含量为3g/cm2
对比例5
作为本发明对比例的一种静电纺丝纳米纤维无纺布,静电纺丝纳米纤维无纺布包括无纺布和静电纺丝纳米纤维,静电纺丝纳米纤维包括100重量份的聚丙烯腈、60重量份的2,5-二羟基对苯二甲酸和160重量份的二甲基甲酰胺。
本对比例的静电纺丝纳米纤维无纺布的制备方法包括以下步骤:
(1)将100重量份的聚丙烯腈和60重量份的2,5-二羟基对苯二甲酸溶于160重量份的二甲基甲酰胺中,超声分散30min,得到静电纺丝溶液;
(2)将静电纺丝溶液转移到静电纺丝装置中,喷丝板喷速为0.8ml/h,喷丝口直径为0.5mm,在无纺布(25g/cm2,佛山市南海必得福无纺布有限公司)表面静电纺丝,无纺布与喷丝口的距离为30cm,静电纺丝的电压为9KV,温度控制在20℃,湿度控制为30%,得到静电纺丝纳米纤维无纺布,静电纺丝纳米纤维无纺布上的静电纺丝纳米纤维含量为3g/cm2
对比例6
作为本发明对比例的一种静电纺丝纳米纤维无纺布,本实施例与实施例2的唯一区别为:包括120重量份的MOF-74(Mg)。
对比例7
作为本发明对比例的一种静电纺丝纳米纤维无纺布,本实施例与实施例2的唯一区别为:包括0.5重量份的MOF-74(Mg)。
表1实施例1-12和对比例1-3、6-7的静电纺丝纳米纤维的原料及重量份(重量份数)
Figure BDA0002975690120000121
Figure BDA0002975690120000131
Figure BDA0002975690120000141
性能测试:
根据EN 14683标准进行测试,测实施例1-12和对比例1-7的静电纺丝纳米纤维无纺布对NaCl气溶胶过滤效率和呼吸阻力,测试结果如表2。
表2静电纺丝纳米纤维无纺布的性能。
Figure BDA0002975690120000142
Figure BDA0002975690120000151
表中的对照组为无纺布(25g/cm2,佛山市南海必得福无纺布有限公司)。
由表1和表2可知热塑性树脂、金属有机框架材料和二甲基甲酰胺的混合物形成静电纺丝溶液,并喷丝在无纺布上制备静电纺丝纳米纤维无纺布,使得静电纺丝纳米纤维无纺布具有高效的过滤性能且同时具有更低的呼吸阻力。
最后所应当说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制,尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (4)

1.一种用于口罩制作的静电纺丝纳米纤维无纺布,其特征在于,所述静电纺丝纳米纤维无纺布包括无纺布和静电纺丝纳米纤维,所述静电纺丝纳米纤维包括以下重量份的组分:热塑性树脂100~500份、金属有机框架材料10~60份和二甲基甲酰胺120~160份;所述热塑性树脂包括聚丙烯腈、聚苯乙烯、聚乙烯吡咯烷酮中的至少一种;所述金属有机框架材料包括MIL-100、MOF-74、ZIF-7、ZIF-8、UIO-66中的至少一种;所述静电纺丝纳米纤维无纺布上的静电纺丝纳米纤维含量为3g/cm2;所述金属有机框架材料和热塑性树脂的重量比为(0.15~0.3):1,所述热塑性树脂的重均分子量为10万~100万。
2.根据权利要求1所述的用于口罩制作的静电纺丝纳米纤维无纺布,其特征在于,所述静电纺丝纳米纤维还包括0.1~5份驻极体和0.1~1份香味母粒。
3.一种如权利要求1~2任一所述用于口罩制作的静电纺丝纳米纤维无纺布的制备方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:
(1)将热塑性树脂、金属有机框架材料和二甲基甲酰胺按重量比混合得到静电纺丝溶液;
(2)将步骤(1)得到的静电纺丝溶液静电纺丝至无纺布上,得到静电纺丝纳米纤维无纺布;所述静电纺丝包括以下条件:喷丝口的直径为0.2~0.5mm。
4.一种口罩,其特征在于,所述口罩包括如权利要求1~2任一所述用于口罩制作的静电纺丝纳米纤维无纺布。
CN202110274745.7A 2021-03-15 2021-03-15 一种静电纺丝纳米纤维无纺布及其制备方法和应用 Active CN113106635B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110274745.7A CN113106635B (zh) 2021-03-15 2021-03-15 一种静电纺丝纳米纤维无纺布及其制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110274745.7A CN113106635B (zh) 2021-03-15 2021-03-15 一种静电纺丝纳米纤维无纺布及其制备方法和应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113106635A CN113106635A (zh) 2021-07-13
CN113106635B true CN113106635B (zh) 2023-01-10

Family

ID=76711445

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110274745.7A Active CN113106635B (zh) 2021-03-15 2021-03-15 一种静电纺丝纳米纤维无纺布及其制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113106635B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113648243A (zh) * 2021-09-26 2021-11-16 上海交通大学医学院附属第九人民医院 一种祛痘抑瘢面膜及其制备方法
CN114645379B (zh) * 2022-03-29 2023-05-16 昆明理工大学 一种共价三嗪有机框架复合膜的制备方法
CN114653227B (zh) * 2022-04-11 2023-02-28 深圳市华新纳微科技有限公司 一种纳米纤维复合膜的制备方法
CN114949235B (zh) * 2022-05-19 2023-09-08 西南交通大学 一种抗菌促修复电活性纳米颗粒的合成方法
CN114921907B (zh) * 2022-05-27 2023-08-08 上海交通大学 一种高效散热用金属有机框架复合材料的制备方法
WO2024013468A1 (en) 2022-07-11 2024-01-18 University Court Of The University Of St Andrews Functionalised metal-organic framework

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101962812B (zh) * 2010-09-19 2011-09-14 同济大学 一种静电纺丝制备抗菌纳米纤维复合膜的方法及其应用
KR20170102137A (ko) * 2016-02-29 2017-09-07 고려대학교 산학협력단 Zif-7을 이용한 직물 구조의 기체 흡착 멤브레인 제조 장치 및 이의 제조 방법
CN108031304B (zh) * 2017-12-14 2020-01-03 济南大学 基于金属有机骨架MIL-101(Cr)的平板式混合基质正渗透膜及制备方法
CN109695096A (zh) * 2018-12-27 2019-04-30 南京工业大学 一种一步法制备空气净化用多级孔纳米纤维膜的方法
CN109920955B (zh) * 2019-04-05 2021-12-14 浙江理工大学 一种应用于锂硫电池隔层的碳化铁复合纳米碳纤维膜及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN113106635A (zh) 2021-07-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113106635B (zh) 一种静电纺丝纳米纤维无纺布及其制备方法和应用
CN109675450B (zh) 一种抗菌复合纳米纤维膜及其制备方法和应用
CN102302875B (zh) 一种抗菌空气过滤膜的制备方法
CN107137979B (zh) 一种微米纤维三维骨架/聚合物纳米纤维复合过滤材料及其制备方法
KR102315894B1 (ko) 지방산으로 표면처리된 mof 나노입자 및 이를 함유하는 mof-고분자 복합체
CN106861287B (zh) 一种空调进风口过滤网用空气过滤无纺布及其制备方法
CN106690577A (zh) 基于氧化石墨烯的复合纳滤防霾抗菌抑菌口罩及制备方法
CN112921502A (zh) 一种抗菌抗病毒熔喷布及其制备方法
CN111235756A (zh) 一种新型防尘、抗菌、抗病毒纳米纤维口罩
CN112354267B (zh) 一种改性熔喷聚丙烯复合过滤材料及其制备方法
WO2017092235A1 (zh) 一种铜系抗菌纤维的制备方法
CN106215547B (zh) 负离子空气净化过滤材料及其制备方法
CN107051221A (zh) 一种抗菌性空气过滤膜及其制作工艺
CN110404339A (zh) 一种高效低阻pm2.5抗菌防霉过滤材料及其制备方法
Rana et al. Cellulose-based materials for air purification: A review
CN112522856A (zh) 一种金属有机骨架和电纺纳米纤维复合防护罩覆膜及制备
CN111974090B (zh) 一种无静电高效过滤纤维材料的制备方法
CN105999859A (zh) 含竹叶黄酮的高效低阻抗菌过滤材料及其制备方法与应用
CN111602903A (zh) 一种高分子材料高过滤性无纺布口罩的制备工艺方法
CN112726025A (zh) 一种口罩用可降解熔喷无纺布
CN112226906A (zh) 一种复合层口罩材料制备方法
CN112127049A (zh) 一种口罩用聚丙烯熔喷非织造布材料制备方法
CN113457477A (zh) 一种纳米纤维过滤膜及其制备方法和应用
CN113243589A (zh) 一种可水洗长效过滤石墨烯抗菌口罩及其制备方法
CN114381864A (zh) 一种口罩熔喷布及其制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant