耐水性纳米纤维膜及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113914016A(43)申请公布日2022.01.11(21)申请号202111306770.5(22)申请日2021.11.05(71)申请人青岛大学地址266000山东省青岛市市南区香港东路7号青岛大学东院区(72)发明人房宽峻张玉健牛海涛(74)专利代理机构青岛发思特专利商标代理有限公司37212代理人蔡绍强(51)Int.Cl.D04H1/728(2012.01)D04H1/4382(2012.01)D04H1/4309(2012.01)D01F1/10(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图10页(54)发明名称耐水性纳米纤维膜及其制备方法(57)摘要本发明属于化工新材料技术领域，具体涉及一种耐水性纳米纤维膜及其制备方法，以水、水溶性聚合物、水溶性交联剂和水溶性催化剂作为静电纺丝液的原料，然后通过静电纺丝工艺制得纳米纤维膜，将纳米纤维膜进行热处理后，制得耐水性纳米纤维膜。本发明提供的耐水性纳米纤维膜的纤维细度均匀，经过化学交联的耐水性纳米纤维，特定纳米纤维直径在100nm至1000nm的范围内，在水中浸泡后纤维直径变化率低于10％，纤维膜表面光滑平整；本发明提供的制备方法绿色环保，原料全部采用水溶性物质，无溶剂回收和溶剂残留问题，无有毒物质排放，无毒副作用，制备得到的纳米纤维膜具有优异的耐水性。CN113914016ACN113914016A权利要求书1/1页1.一种耐水性纳米纤维膜，其特征在于：以水、水溶性聚合物、水溶性交联剂和水溶性催化剂作为静电纺丝液的原料，然后通过静电纺丝工艺制得纳米纤维膜，将纳米纤维膜进行热处理后，制得耐水性纳米纤维膜。2.根据权利要求1所述的耐水性纳米纤维膜，其特征在于：所述的水、水溶性高聚物、水溶性交联剂和水溶性催化剂的质量比为：100：2‑20：0‑15：0‑5。3.根据权利要求1所述的耐水性纳米纤维膜，其特征在于：耐水性纳米纤维平均纤维直径为100nm至1000nm。4.根据权利要求1所述的耐水性纳米纤维膜，其特征在于：所述的水溶性聚合物为聚乙烯醇缩甲醛、聚乙烯吡咯烷酮、海藻酸钠、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚氧乙烯、淀粉、蛋白质、羧甲基纤维素、聚丙烯酸或聚丙烯酰胺中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的耐水性纳米纤维膜，其特征在于：所述的水溶性交联剂为双官能度或多官能度环氧类化合物。6.根据权利要求4所述的耐水性纳米纤维膜，其特征在于：所述的水溶性交联剂为N,N'‑双(环氧乙烷‑2‑基甲基)己烷‑1,6‑二胺、1‑(环氧乙烷‑2‑基)‑N,N双(环氧乙烷‑2‑基甲基)甲胺、N‑(2‑甲基苯基)‑N‑(1,2‑环氧丙基)‑环氧乙烷基甲胺、N,N‑双(2‑环氧乙烷甲基)苯磺酰胺、2,2'‑己烷‑1,6‑二基二环氧乙烷、N,N,N',N'‑四(环氧乙烷基甲基)‑1,3‑苯二甲胺、环氧交联剂EH、缩水甘油醚类、缩水甘油酯类、缩水甘油胺类、线性脂肪族环氧树脂类或丙烯酸系环氧树脂中的一种或多种。7.根据权利要求1所述的耐水性纳米纤维膜，其特征在于：所述的水溶性催化剂选自2,4,6‑三(二甲胺基甲基)苯酚、苄基二甲胺、六次甲基四胺、咪唑、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸氢钾或氨水中的一种或多种。8.一种权利要求1‑7任一所述的耐水性纳米纤维膜的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)将水与水溶性聚合物混合后搅拌溶解，获得聚合物溶液，然后依次加入水溶性交联剂和水溶性催化剂，搅拌均匀后，配成静电纺丝液；(2)将静电纺丝液通过静电纺丝工艺制得纳米纤维膜；(3)将纳米纤维膜进行热处理后，制得耐水性纳米纤维膜。9.根据权利要求8所述的耐水性纳米纤维膜的制备方法，其特征在于：步骤(1)中水与水溶性聚合物混合后在80‑95℃搅拌2‑6h条件下溶解，获得聚合物溶液，冷却至室温后加入水溶性交联剂和水溶性催化剂，室温下搅拌2‑6h，配成静电纺丝液。10.根据权利要求8所述的耐水性纳米纤维膜的制备方法，其特征在于：步骤(3)中的热处理工艺为100‑200℃热风或红外处理1‑30min。2CN113914016A说明书1/5页耐水性纳米纤维膜及其制备方法技术领域[0001]本发明属于化工新材料技术领域，具体涉及一种耐水性纳米纤维膜及其制备方法。背景技术[0002]随着纳米材料的快速发展，纳米纤维制备技术特别是静电纺丝技术得到了长足发展，目前静电纺丝过程中常用的溶剂为二甲基亚砜(DMSO)、N,N‑二甲基甲酰胺(DMF)、丙酮、乙醇等有机溶剂。由于静电纺丝过程中可能有电火花产生，而有机溶剂易挥发，在通风不良的情况下可能会引发爆炸。并且有机溶剂对环境污染较大，生产过程中需要增加溶剂回收装置，增加了生产成本，在生产过程中会对工