本申請涉及薄膜領(lǐng)域，尤其是涉及疏水防污聚氨酯納米纖維膜及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、納米纖維膜是一種由納米尺度纖維構(gòu)成的薄膜材料，其纖維直徑通常介于1至100納米之間。這種材料以其卓越的微觀結(jié)構(gòu)和性能，在眾多領(lǐng)域中展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。納米纖維膜的特征包括高比表面積、高孔隙率、高表面粗糙度以及高定向性，因此可應(yīng)用于水處理、空氣凈化、組織工程、智能可穿戴設(shè)備以及傳感器等領(lǐng)域具有顯著的應(yīng)用價值。

2、納米纖維膜的制備技術(shù)多樣，其中靜電紡絲法因其操作簡便性而廣受青睞。該方法通過施加高電壓于高分子溶液，促使聚合物分子以納米級纖維形態(tài)沉積于基底之上，形成納米纖維膜。

3、然而由于納米纖維膜的較高比表面積和孔隙度，使得一般納米纖維膜的親水性較強，污染物接觸后更容易粘附，影響納米纖維膜的耐用度。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了提高納米纖維膜的疏水防污性，本申請?zhí)峁┦杷牢劬郯滨ゼ{米纖維膜及其制備方法。

2、第一方面，本申請?zhí)峁┑氖杷牢劬郯滨ゼ{米纖維膜采用如下的技術(shù)方案：

3、疏水防污聚氨酯納米纖維膜，由復(fù)合納米纖維膜經(jīng)處理液浸漬而成，所述復(fù)合納米纖維膜由包括以下重量份的原料制備而成：

4、聚氨酯?10~15份；

5、丙烯酰胺/丙烯酸羥酯共聚物?3~5份；

6、第一溶劑?80~90份；

7、所述處理液包含含氟硅烷偶聯(lián)劑；

8、所述丙烯酰胺/丙烯酸羥酯共聚物通過丙烯酰胺單體、丙烯酸羥酯單體、引發(fā)劑和第二溶劑制備而成，其中丙烯酰胺單體與丙烯酸羥酯單體的摩爾比為1:(0.25~0.35)。

9、通過采用上述技術(shù)方案，復(fù)合納米纖維膜經(jīng)處理液浸漬處理，使含氟硅烷偶聯(lián)劑接枝于復(fù)合納米纖維膜的孔隙中，從而將氟硅官能團引入納米纖維膜的表面，利用氟硅官能團的疏水特性來改善納米纖維膜表面的疏水性，減少污物的粘附，從而提高防污性能。

10、復(fù)合納米纖維膜在聚氨酯作為主體樹脂的基礎(chǔ)上，復(fù)合丙烯酰胺/丙烯酸羥酯共聚物，丙烯酸羥酯為含氟硅烷偶聯(lián)劑提供接枝反應(yīng)位點，丙烯酰胺/丙烯酸羥酯共聚物鏈段與聚氨酯在氫鍵作用下形成纏繞復(fù)合結(jié)構(gòu)，提高納米纖維膜的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，同時促進丙烯酸羥酯部分得以與聚氨酯均勻結(jié)合，進一步提高含氟硅烷偶聯(lián)劑的接枝率和接枝均勻度，提高疏水防污的效果。

11、控制丙烯酰胺單體與丙烯酸羥酯單體的聚合比例，使共聚物的鏈段特性與聚氨酯鏈段相協(xié)同，提高復(fù)合納米纖維膜的整體的韌性。

12、可選的，所述丙烯酰胺單體包括丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺和ｎ-異丙基丙烯酰胺中的一種或多種；所述丙烯酸羥酯單體包括丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯和甲基丙烯酸羥丙酯中的一種或多種。

13、可選的，所述處理液中包含含氟硅烷偶聯(lián)劑和第三溶劑，所述含氟硅烷偶聯(lián)劑在處理液中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10~20%。

14、通過采用上述技術(shù)方案，含氟硅烷偶聯(lián)劑在處理液中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)會影響接枝的進程和速率，因此適當(dāng)?shù)馁|(zhì)量分?jǐn)?shù)可以改善接枝效果，從而提高聚氨酯納米纖維膜疏水防污的效果。

15、可選的，所述含氟硅烷偶聯(lián)劑包括九氟己基三甲氧基硅烷、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷和十三氟辛基三甲氧基硅烷中的一種或多種。

16、通過采用上述技術(shù)方案，上述含氟硅烷偶聯(lián)劑由于鏈段長度適中，與丙烯酰胺/丙烯酸羥酯共聚物的界面結(jié)合能力高，因此可進一步提高聚氨酯納米纖維膜疏水防污的效果。若選擇鏈段較短的含氟硅烷偶聯(lián)劑，則氟官能團含量不足，疏水效果欠佳，若選擇鏈段過長的含氟硅烷偶聯(lián)劑，則接枝難度大，接枝后的疏水性不足以提供防污效果。

17、可選的，所述丙烯酰胺/丙烯酸羥酯共聚物中通過ｎ-異丙基丙烯酰胺和丙烯酸羥丙酯制備而成，所述含氟硅烷偶聯(lián)劑為十三氟辛基三甲氧基硅烷。

18、通過采用上述技術(shù)方案，上述單體制備的丙烯酰胺/丙烯酸羥酯共聚物的界面特性與十三氟辛基三甲氧基硅烷相適，可以進一步提高接枝的均勻性和穩(wěn)定性，使聚氨酯納米纖維素膜的韌性和過濾效率提高。

19、可選的，所述引發(fā)劑包括過硫酸鉀和過硫酸銨中的一種或兩種。

20、可選的，所述第一溶劑包括二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺和二甲基丙酰胺中的一種或多種。

21、可選的，所述第二溶劑為水。

22、可選的，所述第三溶劑為甲醇和乙醇中的一種或兩種。

23、可選的，所述聚氨酯為熱塑性聚醚型聚氨酯。

24、第二方面，本申請?zhí)峁┑氖杷牢劬郯滨ゼ{米纖維膜的制備方法采用如下的技術(shù)方案：

25、可選的，疏水防污聚氨酯納米纖維膜的制備方法，包括以下步驟：

26、將聚氨酯和丙烯酰胺/丙烯酸羥酯共聚物溶于第一溶劑中，配制成紡絲液，采用靜電紡絲設(shè)備進行紡絲，得到復(fù)合納米纖維膜；

27、將所述復(fù)合納米纖維膜置于處理液中浸漬18~30h，浸漬溫度45~55℃，浸漬完畢后洗滌、干燥，得到疏水防污聚氨酯納米纖維膜。

28、通過采用上述技術(shù)方案，先將聚氨酯和丙烯酰胺/丙烯酸羥酯共聚物復(fù)合形成復(fù)合納米纖維膜，再通過浸漬處理液的方式接枝含氟硅烷偶聯(lián)劑，使得氟官能團能夠引入聚氨酯納米纖維膜的表面，形成疏水防污的效果，并降低對聚氨酯納米纖維膜力學(xué)性能的影響，拓寬聚氨酯納米纖維膜的應(yīng)用場景。

29、可選的，所述丙烯酰胺/丙烯酸羥酯共聚物的制備方法，包括以下步驟：

30、將丙烯酰胺單體與丙烯酸羥酯攪拌混合均勻于第二溶劑，升溫至50~60℃，分批加入引發(fā)劑，引發(fā)劑加入完畢后繼續(xù)反應(yīng)2~3h，反應(yīng)完畢后過濾，洗滌、干燥，得到丙烯酰胺/丙烯酸羥酯共聚物。

31、可選的，紡絲速度為1~1.5ml/h，噴絲裝置與接收裝置距離為13~17?cm。

32、綜上所述，本申請具有以下有益效果：

33、1、本申請的納米纖維膜經(jīng)處理液浸漬處理，使含氟硅烷偶聯(lián)劑接枝于復(fù)合納米纖維膜的孔隙中，從而將氟硅官能團引入納米纖維膜的表面，利用氟硅官能團的疏水特性來改善納米纖維膜表面的疏水性，減少污物的粘附，從而提高防污性能；

34、2、復(fù)合納米纖維膜在聚氨酯作為主體樹脂的基礎(chǔ)上，復(fù)合丙烯酰胺/丙烯酸羥酯共聚物，丙烯酸羥酯為含氟硅烷偶聯(lián)劑提供接枝反應(yīng)位點，丙烯酰胺/丙烯酸羥酯共聚物鏈段與聚氨酯在氫鍵作用下形成纏繞復(fù)合結(jié)構(gòu)，提高納米纖維膜的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，同時促進丙烯酸羥酯部分得以與聚氨酯均勻結(jié)合，進一步提高含氟硅烷偶聯(lián)劑的接枝率和接枝均勻度，提高疏水防污的效果。

技術(shù)特征：

1.疏水防污聚氨酯納米纖維膜，其特征在于：由復(fù)合納米纖維膜經(jīng)處理液浸漬而成，所述復(fù)合納米纖維膜由包括以下重量份的原料制備而成：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的疏水防污聚氨酯納米纖維膜，其特征在于：所述丙烯酰胺單體包括丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺和ｎ-異丙基丙烯酰胺中的一種或多種；所述丙烯酸羥酯單體包括丙烯酸羥乙酯、甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯和甲基丙烯酸羥丙酯中的一種或多種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的疏水防污聚氨酯納米纖維膜，其特征在于：所述處理液中包含含氟硅烷偶聯(lián)劑和第三溶劑，所述含氟硅烷偶聯(lián)劑在處理液中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10~20%。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的疏水防污聚氨酯納米纖維膜，其特征在于：所述含氟硅烷偶聯(lián)劑包括九氟己基三甲氧基硅烷、十二氟庚基丙基三甲氧基硅烷和十三氟辛基三甲氧基硅烷中的一種或多種。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的疏水防污聚氨酯納米纖維膜，其特征在于：所述丙烯酰胺/丙烯酸羥酯共聚物通過ｎ-異丙基丙烯酰胺和丙烯酸羥丙酯制備而成，所述含氟硅烷偶聯(lián)劑為十三氟辛基三甲氧基硅烷。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述的疏水防污聚氨酯納米纖維膜，其特征在于：所述聚氨酯為熱塑性聚醚型聚氨酯。

7.用于制備權(quán)利要求1-6任一所述的疏水防污聚氨酯納米纖維膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的疏水防污聚氨酯納米纖維膜的制備方法，其特征在于：所述丙烯酰胺/丙烯酸羥酯共聚物的制備方法，包括以下步驟：

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的疏水防污聚氨酯納米纖維膜的制備方法，其特征在于：紡絲速度為1~1.5ml/h，噴絲裝置與接收裝置距離為13~17?cm。

技術(shù)總結(jié)
本申請公開了疏水防污聚氨酯納米纖維膜及其制備方法，屬于薄膜領(lǐng)域。疏水防污聚氨酯納米纖維膜，由復(fù)合納米纖維膜經(jīng)處理液浸漬而成，復(fù)合納米纖維膜由包括以下重量份的原料制備而成：聚氨酯10~15份；丙烯酰胺/丙烯酸羥酯共聚物3~5份；第一溶劑80~90份；處理液包含含氟硅烷偶聯(lián)劑；丙烯酰胺/丙烯酸羥酯共聚物通過丙烯酰胺單體、丙烯酸羥酯單體、引發(fā)劑和第二溶劑制備而成，其中丙烯酰胺單體與丙烯酸羥酯單體的摩爾比為1:(0.25~0.35)。本申請具有提高納米纖維膜的疏水防污性的效果。

技術(shù)研發(fā)人員：牛騰,牛爾康,吳東東,朱文會
受保護的技術(shù)使用者：寧波朗迪紡織科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/28