本發(fā)明屬于無紡布制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種防霧霾無紡布的制備方法。

背景技術(shù)：

近年來，國內(nèi)外很多城市頻頻出現(xiàn)霧霾天氣，嚴重影響著居民的身體健康。霧霾中含有大量塵埃和病菌，大量吸入塵埃會對人體的呼吸系統(tǒng)產(chǎn)生很大損害。因此，國內(nèi)外積極研究推廣防霧霾產(chǎn)品，包括防霧霾紗窗及防霧霾口罩，空氣靜化器等。

目前，采用納米纖維的無紡布來防止霧霾。通常，采用靜電紡絲技術(shù)來制備納米纖維，在利用普通的紡織方法將納米纖維紡織為無紡布。其中，制得的無紡布包括由納米纖維交錯形成的大量孔隙結(jié)構(gòu)，該空隙結(jié)構(gòu)可以阻擋霧霾中的大量塵埃。但是，利用普通的紡織方法利用納米纖維制備成的納米纖維無防布不具有抑菌效果，不能徹底的防止霧霾中細菌的傳播，而且，常規(guī)靜電紡絲制備的納米纖維力學性能太差，孔隙結(jié)構(gòu)容易破壞。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種防霧霾無紡布的制備方法，旨在解決現(xiàn)有的防霧霾無紡布沒有抑菌效果，不能徹底的防止霧霾中細菌的傳播，以及常規(guī)靜電紡絲制備的納米纖維力學性能太差，孔隙結(jié)構(gòu)容易破壞的問題。

本發(fā)明提供的一種防霧霾無紡布的制備方法，包括：

選取包含甜菜堿基團的分子量為5萬～10萬的兩性離子聚氨酯為原料；

將所述原料分別配置成質(zhì)量分數(shù)為15～35％和3％～10％的第一溶液和第二溶液；

利用靜電紡絲技術(shù)將所述第一溶液紡絲制備直徑為1.0～2.0μm的無紡布支架，并在所述無紡布支架上對所述第二溶液紡絲得到200nm～500nm的納米纖維，使得所述無紡布支架和所述納米纖維相互交錯形成包含大量孔隙結(jié)構(gòu)的所述防霧霾無紡布，

其中，所述納米纖維與作為所述無紡布支架的纖維的數(shù)量比為19:1～19。

本發(fā)明提供的一種防霧霾無紡布的制備方法，通過將質(zhì)量分數(shù)15～35％的第一溶液紡絲制備無紡布支架，并在無紡布支架上對第二溶液紡絲，由此制得的無紡布，由于第一溶液的質(zhì)量分數(shù)較高，制備的纖維較粗，具有良好的力學性能，從而可以提高無紡布的力學性能。此外，第一溶液和第二溶液的原料均包含甜菜堿基團，由于甜菜堿基團具有良好的抑菌作用，從而使得制得的無紡布可以防止霧霾中細菌的傳播。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例。

圖1是利用本發(fā)明實施例中的方法制得的防霧霾無紡布的掃描電鏡圖；

圖2是本發(fā)明實施例1中制備的兩性離子聚氨酯的紅外光譜測試圖；

圖3是本發(fā)明實施例3革蘭陽性菌金黃色葡萄球菌培養(yǎng)的空白組分示意圖；

圖4是本發(fā)明實施例3加入兩性離子聚氨酯后的革蘭陽性菌金黃色葡萄球菌培養(yǎng)的示意圖；

圖5是本發(fā)明實施例中的方法制得的防霧霾無紡布附著于網(wǎng)紗的圖片。

具體實施方式

為使得本發(fā)明的發(fā)明目的、特征、優(yōu)點能夠更加的明顯和易懂，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而非全部實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

本發(fā)明例提供的防霧霾無紡布的制備方法主要包括以下步驟：

選取包含甜菜堿基團的分子量為5萬～10萬的兩性離子聚氨酯為原料；

將該原料分別配置成質(zhì)量分數(shù)為15～35％和3％～10％的第一溶液和第二溶液；

利用靜電紡絲技術(shù)將該第一溶液紡絲制備無紡布支架，并在該無紡布支架上對該第二溶液紡絲，得到納米纖維相互交錯的該防霧霾無紡布。

其中，納米纖維與作為無紡布支架的纖維的數(shù)量比為19:1～19。

本發(fā)明實施例提供的防霧霾無紡布的制備方法，由該方法的制備得到的無紡布包含明顯的兩類粗細不同的纖維，其中，粗纖維由質(zhì)量分數(shù)為18～22％的第一溶液制得，其直徑1.0～2.0μm，占無紡布中纖維數(shù)量的5％～50％，主要提供支架作用。細纖維由質(zhì)量分數(shù)為4～6％的第二溶液制得，其直徑200nm～500nm，占無紡布中纖維數(shù)量的50％～95％，主要作用是在粗纖維上相互交錯形成大量的孔隙結(jié)構(gòu)，便于過濾霧霾中的粉塵。如圖1所示，圖1為采用本發(fā)明實施例中的方法制得的防霧霾無紡布的掃描電鏡圖。由圖1可知，纖維堆積密集，孔隙結(jié)構(gòu)的直徑為1.0～3.0μm，可以同時具有良好的透氣性和防霧霾的效果。此外，由于制備防霧霾無紡布所用的原料包含了具有抑菌作用的甜菜堿基團，可以很好的防止霧霾中細菌的傳播。

具體的，選取包含甜菜堿基團的分子量為5萬～10萬的兩性離子聚氨酯為原料，其中，兩性離子聚氨酯中的兩性離子為陰離子基團和陽離子基團。陰離子基團為磺酸陰離子基團、羧酸陰離子基團或磷酸陰離子基團中的至少一種。陽離子基團為季銨根離子基團、吡啶鹽離子基團或咪唑鹽離子基團中的至少一種。需要說明的是，上述陰離子基團和陽離子基團共同組成甜菜堿基團。本發(fā)明的一個實施例，在制備兩性離子聚氨酯時，將n－甲基乙二醇、六亞甲基二異氰酸酯和1，3－丙磺酸內(nèi)酯合成得到包含季銨根陽離子和磺酸陰離子的兩性離子聚氨酯，其中制得的兩性離子聚氨酯的分子量為5萬-10萬。

優(yōu)選地，將原料分別配置成質(zhì)量分數(shù)為18～22％和4～6％的第一溶液和第二溶液。更優(yōu)選地，質(zhì)量分數(shù)分為20％和5％。配置第一溶液和第二溶液的溶劑為n，n－二甲基甲酰胺、n，n－二甲基乙酰胺、四氫呋喃和吡咯烷酮中的任一種。優(yōu)選地，第一溶液中的溶劑與第二溶液中的溶劑相同。

利用靜電紡絲技術(shù)將第一溶液紡絲制備直徑為1.0～2.0μm的無紡布支架，并在無紡布支架上對第二溶液紡絲得到200nm～500nm的納米纖維，使得無紡布支架和納米纖維相互交錯形成包含大量孔隙結(jié)構(gòu)的防霧霾無紡布。其中，對第一溶液紡絲的時間為10～30min，優(yōu)選為20min，得到作為的無紡布支架的纖維的數(shù)量占無紡布纖維總量的5～50％。對第二溶液紡絲的時間的為60～100min，優(yōu)選為80min，得到的納米纖維的數(shù)量占無紡布纖維總量的50～95％，如此，得到納米纖維與作為無紡布支架的纖維的數(shù)量比為19:1～19。所形成孔隙的為1.0～3.0μm，得到的無紡布的厚度為10～50μm。靜電紡絲技術(shù)采用的工藝參數(shù)為：電壓15～30kv，接收距離約15～30cm，注射速率：0.01～0.05ml/min。

采用本發(fā)明實施例制得的防霧霾無紡布應(yīng)用于口罩、紗窗或空氣凈化器中用來防止霧霾。本發(fā)明實施例還包括包含上述方法制得的防霧霾無紡布的一種口罩。本發(fā)明實施例還包括包含上述方法制得的防霧霾無紡布的一種紗窗。

實施例1

將n－甲基乙二醇、六亞甲基二異氰酸酯和1，3－丙磺酸內(nèi)酯合成為包含季銨根陽離子和磺酸陰離子的聚氨酯，其中，兩性離子基團的質(zhì)量分數(shù)為30％，制得的兩性離子聚氨酯的分子量為5萬-10萬；

將聚氨酯溶于n，n－二甲基乙酰胺中，配置成質(zhì)量分數(shù)為20％的第一溶液和質(zhì)量分數(shù)為5％的第二溶液；

采用靜電紡絲儀對第一溶液紡絲20min，得到由較粗的纖維形成的無紡布支架；

采用相同的工藝參數(shù)在無紡布支架上對第二溶液紡絲40min，得到納米纖維，使得納米纖維在無紡布支架上相互交錯、層層堆積，形成大量的空隙結(jié)構(gòu)的防霧霾無紡布，其中，孔隙結(jié)構(gòu)的直徑為1～3μm。

實施例2

將n－甲基乙二醇、六亞甲基二異氰酸酯和1，3－丙磺酸內(nèi)酯合成為包含季銨根陽離子和磺酸陰離子的聚氨酯，其中，兩性離子基團的質(zhì)量分數(shù)為40％，制得的兩性離子聚氨酯的分子量為5萬-10萬；

將聚氨酯溶于四氫呋喃中，配置成質(zhì)量分數(shù)為20％的第一溶液和質(zhì)量分數(shù)為5％的第二溶液；

采用靜電紡絲儀對第一溶液紡絲20min，得到由較粗的纖維形成的無紡布支架；

采用相同的工藝參數(shù)在無紡布支架上對第二溶液紡絲80min，得到納米纖維，使得納米纖維在無紡布支架上相互交錯、層層堆積，形成大量的空隙結(jié)構(gòu)的防霧霾無紡布，其中，孔隙結(jié)構(gòu)的直徑為1～3μm。

實施例3

將n－甲基乙二醇、六亞甲基二異氰酸酯和1，3－丙磺酸內(nèi)酯合成為包含季銨根陽離子和磺酸陰離子的聚氨酯，其中，兩性離子基團的質(zhì)量分數(shù)為35％，制得的兩性離子聚氨酯的分子量為5萬-10萬；

將聚氨酯溶于吡咯烷酮中，配置成質(zhì)量分數(shù)為20％的第一溶液和質(zhì)量分數(shù)為5％的第二溶液；

采用靜電紡絲儀以網(wǎng)紗為底對第一溶液紡絲15min，得到由較粗的纖維形成的無紡布支架；

采用相同的工藝參數(shù)在無紡布支架上對第二溶液紡絲35min，得到納米纖維，使得納米纖維在無紡布支架上相互交錯、層層堆積，形成大量的空隙結(jié)構(gòu)的防霧霾無紡布，其中，孔隙結(jié)構(gòu)的直徑為1～3μm。

上述實施例中，將n－甲基乙二醇、六亞甲基二異氰酸酯和1，3－丙磺酸內(nèi)酯合成的聚氨酯進行紅外光譜測試，結(jié)果如圖2所示，960cm^-1處的伸縮振動峰為季胺離子吸收峰；而1038cm^-1的振動峰為磺酸陰離子基團的吸收峰，證實了兩性離子聚氨酯的形成。將實施例2中的聚氨酯與革蘭陽性菌金黃色葡萄球菌培養(yǎng)12小時后，去除聚氨酯組分，采用營養(yǎng)液繼續(xù)培養(yǎng)。將培養(yǎng)液中的菌落與空白組分對比，如圖3和圖4所示，其中，圖3為空白組分，圖4為加入聚氨酯后培養(yǎng)液中的菌落。顯然，圖4中菌落明顯少于圖3中的菌落，可見聚氨酯具有較好的抑菌效果。實施例3中，以網(wǎng)紗為底面直接在網(wǎng)紗上接收制得的無紡布，由圖5所示，圖5為防霧霾無紡布附著于網(wǎng)紗的圖片，從圖5可見，通過網(wǎng)紗可以觀察到白色底面，具有透光效果，因此，由上述實施例制得的無紡布還可以應(yīng)用于紗窗中，不僅透光還可以防止霧霾。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。