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納米纖維膜及制備方法、納米纖維過濾膜及制備方法

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許可方式:
持有方:高校/科研院所
發(fā)布日期:2024-12-12
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現(xiàn)代社會,隨著科技的發(fā)展,人們也開始面臨著嚴重的空氣污染問題。據(jù)Environmental Performance Index統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,2018年我國的空氣質(zhì)量位列全球倒數(shù)第4。佩戴個人防護口罩是減輕空氣污染對人們健康造成危害的有效途徑。目前,市售個人防護口罩主要是基于國標(biāo)《GB2626—2006呼吸防護用品自吸過濾式防顆粒物呼吸器》規(guī)定的KN95級別,即對鹽性顆粒物的過濾效率≥95%。然而,空氣中的污染物除了鹽性顆粒物外,還有對健康具有重大威脅的油性顆粒物,如油煙、香煙中的焦油等。為了彌補KN95口罩不能有效過濾油性顆粒物的缺陷,國家最新頒布了國標(biāo)《GB/T32610—2016日常防護型口罩技術(shù)規(guī)范》,規(guī)定個人防護口罩必須滿足對鹽性顆粒物和油性顆粒物同時具有較好的過濾效率,其中II級過濾效率要求都達到95%。開發(fā)同時對鹽性和油性顆粒物都具有過濾作用的新一代高效濾材是未來發(fā)展的大勢所趨,也是本領(lǐng)域當(dāng)前待攻克的技術(shù)難題之一。

 

 

目前過濾效果較好的是采用靜電紡絲技術(shù)制備的納米纖維過濾膜。首先,納米纖維過濾膜的直徑為納米級(<1μm),纖維間的孔隙較小,對鹽性顆粒物和油性顆粒物的物理攔截效果較傳統(tǒng)的熔噴微米纖維膜更好;其次,靜電紡絲技術(shù)可將諸多帶電性強的駐極體材料制備成纖維膜,對鹽性顆粒物和油性顆粒物的靜電吸附作用也優(yōu)于傳統(tǒng)熔噴聚丙烯濾材。然而,現(xiàn)有的納米纖維過濾膜,總是存在著抗油性差或者帶電性差的問題,以至于對油性顆粒物的過濾效率難以達到新國標(biāo)中的II級過濾效率要求。這是因為,極性較弱的納米纖維過濾膜通常具有較好的帶電性能,但同時也更加親油,表現(xiàn)出帶電性強而抗油性差的特點,因此在過濾油性顆粒物時易被油性顆粒物浸潤甚至滲透,所帶靜電荷大部分被油性顆粒物中和,導(dǎo)致對油性顆粒物的靜電吸附作用大幅減弱;而極性較強的納米纖維過濾膜雖具有較好的抗油性但帶電性卻較弱,過濾效果同樣不佳。因此,如何制備出帶電性強且抗油性強的納米纖維過濾膜,以使該過濾膜達到新國標(biāo)的II級過濾效率要求是迫切需要解決的問題。

 

 

針對現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進需求,本發(fā)明提供了納米纖維膜及制備方法、納米纖維過濾膜及制備方法,其目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中難以獲得同時具有優(yōu)良帶電性和抗油性的納米纖維膜的技術(shù)問題。

按照本發(fā)明的一個方面,提供了一種納米纖維膜,包括聚合物A、B、C,所述聚合物A、B、C分別占三者質(zhì)量之和的百分數(shù)為55~70%、25~45%、0.5~3%;聚合物A和B均具有帶電性和抗油性,其中,聚合物A的帶電性強于所述聚合物B,聚合物B的抗油性強于所述聚合物A,聚合物C為水溶性聚合物。

通過上述技術(shù)方案,使聚合物A的占比超過50%以保證纖維膜良好的帶電性能,再加上次多量的抗油性較強的聚合物B以保證纖維膜較好的抗油性能,為了在大幅提高抗油性能的同時不減弱帶電性能,再添加少量的水溶性聚合物C,其具有疏油性,在進一步提升抗油性的同時因加入量少而不會稀釋聚合物A及B中的靜電荷,從而保證了纖維膜整體的抗油性和帶電性都處于優(yōu)良的水平。本發(fā)明通過所述聚合物C的質(zhì)量占比控制在0.5~3%內(nèi),可以避免親水性過強導(dǎo)致的靜電荷被空氣中水分中和而流失。如果缺少聚合物C,而只有聚合物A和B,則二者雖然各有所長,但其所長也會被另一方稀釋而不能很好地發(fā)揮作用,從而不能獲得帶電性強且抗油性強的纖維膜。同時,也正是因為聚合物C的占比不能太大,抗油性較好的聚合物B需占次多量的比例才能保證混合物的抗油性處于優(yōu)良的水平。因此,只有在本申請的配比下獲得的納米纖維膜可以同時具有優(yōu)良的帶電性與抗油性,即能達到新國標(biāo)的II級過濾效率要求。

本發(fā)明還提供了一種納米纖維膜的制備方法,用于制備上述的納米纖維膜,包括以下步驟:

S1,將聚合物A、B、C混合在溶劑中,形成聚合物溶液;

S2,將S1中的聚合物溶液作為紡絲液,進行靜電紡絲,得到納米纖維膜。

 

 

本發(fā)明還提供了一種納米纖維過濾膜的制備方法,包括上述的納米纖維膜的制備方法,并在此基礎(chǔ)上還包括S3,將S2得到的納米纖維膜置于電暈裝置中進行再極化處理,得到納米纖維過濾膜。

本發(fā)明的優(yōu)點是:通過對同時具有優(yōu)良帶電性和抗油性的納米纖維膜進行再極化處理,獲得的納米纖維過濾膜可以同時對鹽性顆粒物和油性顆粒物的過濾效果達到95%以上。

 

 


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特征:許可方有權(quán)實施,被許可方有權(quán)實施,許可方可繼續(xù)許可其它第三方實施。
獨占許可:是指被許可方不僅取得在規(guī)定的時間和地域內(nèi)實施某項專利技術(shù)的權(quán)利,而且有權(quán)拒絕任何第三者,包括許可方在內(nèi)的一切其他人在規(guī)定的時間、地域內(nèi)實施該項技術(shù)。
特征:許可方無權(quán)實施,被許可方有權(quán)實施,其它任何第三方無權(quán)實施。
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1、屬于保護客體屬于被《專利法》保護的產(chǎn)品或技術(shù),應(yīng)不違法、不害人、不缺德,即該產(chǎn)品或技術(shù)不違反法律、社會公德和社會公共利益;不屬于科學(xué)發(fā)現(xiàn),如發(fā)現(xiàn)某一特殊物質(zhì)是不算創(chuàng)新的;不是在活人身上進行診斷和治療的方法,該規(guī)定是避免某些治病的方法被壟斷后不利于病人康復(fù);不被其他知識產(chǎn)權(quán)法保護,如“動物和植物新
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