纳米纤维与纳米网复合的双网络结构膜及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115888280A(43)申请公布日2023.04.04(21)申请号202211697966.6B01D46/00(2022.01)(22)申请日2022.12.28(71)申请人武汉维晨科技有限公司地址430058湖北省武汉市经济技术开发区22MB地块南太子湖创新谷5A号楼332申请人武汉纺织大学(72)发明人王栋夏明刘轲熊紫吟王丽君武艺程芹徐佳(74)专利代理机构武汉卓越志诚知识产权代理事务所(特殊普通合伙)42266专利代理师廖艳芬(51)Int.Cl.B01D46/54(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图1页(54)发明名称纳米纤维与纳米网复合的双网络结构膜及其制备方法(57)摘要本发明提供了一种纳米纤维与纳米网复合的双网络结构膜及其制备方法，双网络结构膜包括多孔基材以及负载于多孔基材表面的双网络结构，双网络结构由纳米纤维与低分子量凝胶纳米网复合而成。本发明先在多孔基材表面负载纳米纤维网络，然后将低分子量凝胶原位组装在纳米纤维网络中，利用了纳米纤维和低分子量凝胶之间的强相互作用，使低分子量凝胶在纳米纤维上自组装形成疏松且连接稳定的纳米网络结构；增强机械性能的同时，避免了增加纳米纤维网络的堆积密度和空气阻力，使得纳米纤维与纳米网复合的双网络结构膜具优异的空气过滤性能，在空气过滤及防护领域具有较好的应用前景。CN115888280ACN115888280A权利要求书1/1页1.一种纳米纤维与纳米网复合的双网络结构膜，其特征在于，包括多孔基材以及负载于所述多孔基材表面的双网络结构，所述双网络结构由纳米纤维与低分子量凝胶纳米网复合而成。2.根据权利要求1所述的纳米纤维与纳米网复合的双网络结构膜，其特征在于，所述纳米纤维的直径为100～1000nm；优选为800～1000nm。3.根据权利要求1所述的纳米纤维与纳米网复合的双网络结构膜，其特征在于，所述低分子量凝胶纳米网为由山梨醇成核剂形成的纳米网。4.根据权利要求1所述的纳米纤维与纳米网复合的双网络结构膜，其特征在于，所述纳米纤维为乙烯‑乙烯醇共聚物纳米纤维、聚酯纳米纤维、聚丙烯腈纳米纤维、聚酰胺纳米纤维、聚烯烃纳米纤维中的一种或多种；优选为乙烯‑乙烯醇共聚物纳米纤维；所述多孔基材为非织造无纺布多孔基材。5.一种权利要求1～4中任一项所述的纳米纤维与纳米网复合的双网络结构膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将纳米纤维分散于溶剂Ⅰ中，得到纳米纤维悬浮液，将所述纳米纤维悬浮液负载于多孔基材的表面，得到纳米纤维膜；S2、将低分子量凝胶经溶剂Ⅱ中和，并在一定温度下溶解，得到低分子量凝胶溶液；所述低分子量凝胶溶液的浓度为0.02wt％～0.5wt％；S3、将步骤S2制备的所述低分子量凝胶溶液负载于步骤S1的所述纳米纤维膜的表面，溶剂Ⅱ挥发后即得所述纳米纤维与纳米网复合的双网络结构膜。6.根据权利要求5所述的纳米纤维与纳米网复合的双网络结构膜的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，所述低分子量凝胶的溶解温度为60～120℃。7.根据权利要求5所述的纳米纤维与纳米网复合的双网络结构膜的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，所述低分子量凝胶为山梨醇成核剂。8.根据权利要求5所述的纳米纤维与纳米网复合的双网络结构膜的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所述纳米纤维悬浮液的浓度为0.5wt％～2wt％。9.根据权利要求5所述的纳米纤维与纳米网复合的双网络结构膜的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，所述溶剂Ⅰ为异丙醇和水的混合溶剂，其中异丙醇与水的比例为(30:70)～(70:30)；在步骤S2中，制备低分子量凝胶溶液用的溶剂Ⅱ为甲醇、乙醇、异丙醇、正丙醇、正辛醇、苯乙酮、氯仿、甲苯、苯中的一种或多种。10.根据权利要求5所述的纳米纤维与纳米网复合的双网络结构膜的制备方法，其特征在于，在步骤S1或步骤S2中，所述纳米纤维悬浮液或所述低分子量凝胶溶液的负载方式包括旋涂、喷涂、刮涂或浸渍吸附中的一种。2CN115888280A说明书1/6页纳米纤维与纳米网复合的双网络结构膜及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及空气过滤膜材料技术领域，尤其涉及一种纳米纤维与纳米网复合的双网络结构膜及其制备方法。背景技术[0002]随着人们对空气过滤材料的过滤效率、速率、质量及使用寿命的要求不断提高，使得传统单一型的纤维类材料难以满足应用要求，从而开始将复合技术引入到高性能空气过滤材料的加工中，开发出复合空气过滤材料。发明专利(申请号为CN202111158435.5)公开了一种有机无机杂化多级结构空气过滤防护材料，通过将微纳尺寸的无机粒子分散于纳米纤维悬浮液中，经混合均匀后涂覆于多孔无纺布基材表面得到；微纳尺寸的粒子与纳米纤维在无纺布