一種增強(qiáng)聚砜納米纖維空氣過(guò)濾膜及其靜電紡絲制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種增強(qiáng)聚砜納米纖維空氣過(guò)濾膜及其靜電紡絲制備方法，所述制備方法為：首先將聚砜溶解于不同沸點(diǎn)不同溶度參數(shù)的溶劑中形成均一溶液；隨后多噴頭靜電紡所述溶液，獲得交錯(cuò)點(diǎn)粘連-非粘連三維互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)聚砜膜。所述制品為粘連和非粘連纖維相互貫穿交錯(cuò)形成的三維網(wǎng)絡(luò)狀材料，纖維中的交錯(cuò)點(diǎn)呈現(xiàn)有效的非氫鍵鍵合作用的粘結(jié)互連，其克重為0.01～25.5g/m2，斷裂強(qiáng)度為16.1～48.6MPa，耐磨性為500～2100圈，對(duì)0.01～5微米顆粒的過(guò)濾效率達(dá)99.99%以上，阻力壓降在30Pa以下。本發(fā)明制備工藝簡(jiǎn)單、成本低廉、纖維膜制品在超精細(xì)過(guò)濾領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
【專利說(shuō)明】一種增強(qiáng)聚砜納米纖維空氣過(guò)濾膜及其靜電紡絲制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種增強(qiáng)聚砜納米纖維空氣過(guò)濾膜及其靜電紡絲制備方法，特別是涉及一種通過(guò)兩種沸點(diǎn)不同的溶劑體系復(fù)合紡絲的增強(qiáng)聚砜納米纖維空氣過(guò)濾膜及其靜電紡絲制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚砜是一種耐溫性好、耐酸堿、耐腐蝕、尺寸穩(wěn)定性好、電絕緣性好的特種工程塑料。靜電紡聚砜纖維因具有纖維直徑小、孔隙率高、比表面積大、單位面積質(zhì)量小等特性，在能源、信息、醫(yī)藥、冶金、催化以及基礎(chǔ)科學(xué)研究等領(lǐng)域都具有廣闊的應(yīng)用前景，因而靜電紡聚砜纖維膜的研究成為了當(dāng)前新材料研究的熱點(diǎn)。靜電紡聚砜納米纖維預(yù)過(guò)濾膜(碩士論文)、靜電紡聚砜纖維膜的結(jié)構(gòu)與性能(碩士論文)、聚砜的靜電紡絲工藝及其產(chǎn)品的熱處理(碩士論文)、靜電紡絲法和氣流-靜電紡絲法制備聚砜納米纖維(碩士論文)、溶劑及紡絲工藝對(duì)靜電紡聚砜纖維膜結(jié)構(gòu)的影響(碩士論文)、Electrospun nanofibrouspolysulfone membranes as pre-filters particulate removal、Morphology ofultrafine polysulfone fibers prepared by electrospinning、 Surface modifiednonwoven polysulphone fiber mesh by electrospinning a novel affinity membrane、Immobilization of lipase from Candida rugosa on electrospun polysulfonenanofibrous membranes by adsorption、Enhancement of mechanical properties ofTi02nanofibers by reinforcement with polysulfone fibers、聚諷納米纖維聚合物膜及其制備方法和應(yīng)用(CN102240511A)、一種鋰電池用聚砜納米纖維隔膜及其制備方法(CN103000851A)、多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的超濾膜或納濾膜及其制備方法(CN102139187A)都是將聚砜溶于N，N- 二甲基甲酰胺、N，N- 二甲基乙酰胺、四氫呋喃、N-甲基吡咯烷酮或丙酮中的一種或兩種中，通過(guò)靜電紡一種聚砜溶液體系獲得無(wú)粘連結(jié)構(gòu)的聚砜纖維膜。
[0003]現(xiàn)有文獻(xiàn)中主要采用了三種方法來(lái)增強(qiáng)聚砜纖維膜的強(qiáng)度:(1)獲得聚砜纖維膜后，在180?190°C下熱處理2?6小時(shí)，最終獲得的聚砜纖維膜的強(qiáng)度仍偏低，如靜電紡聚砜纖維膜的結(jié)構(gòu)與性能(4.96±0.21MPa)、聚砜的靜電紡絲工藝及其產(chǎn)品的熱處 3S(5.60 + 0.38MPa)> Surface modified nonwoven polysulphone fiber mesh byelectrospinning a novel affinity membrane (4.0MPa) ; (2)通過(guò)溶劑熏蒸，即將制備所得聚砜纖維膜置于溶劑蒸汽中處理I?6小時(shí)，達(dá)到增強(qiáng)的目的，如Increasingstrength of electrospun nanofiber membranes for water filtration using solventvapor (3.5MPa) ； (3)與其他聚合物共混，以達(dá)到增強(qiáng)的目的。Mechanical behaviorsand characterization of electrospun polysulfone/polyurethane blend nonwovens(5MPa)。上述這三種方法不但增加了制備高效聚砜過(guò)濾膜的步驟，增大了能量消耗，而且聚砜膜的強(qiáng)度沒(méi)有實(shí)現(xiàn)明顯提高。
[0004]正因?yàn)殪o電紡納米纖維的機(jī)械強(qiáng)度較低，因此在實(shí)際過(guò)濾應(yīng)用中以將其直接噴覆在接收載體上，作為復(fù)合膜應(yīng)用于空氣過(guò)濾?，F(xiàn)有文獻(xiàn)和專利中，部分采用不銹鋼滾筒接收器來(lái)接收聚砜纖維(聚砜納米纖維聚合物膜及其制備方法和應(yīng)用(CN102240511A)、一種鋰電池用聚砜納米纖維隔膜及其制備方法(CN103000851A))。當(dāng)采用無(wú)紡布、棉網(wǎng)、紙或薄片等多孔狀支撐材料作為接收基材時(shí)，為了達(dá)到纖維與基材的有效結(jié)合，主要采用了以下四種方法:(1)熱壓、膠粘或縫合定型法。多層復(fù)合結(jié)構(gòu)的超濾膜或納濾膜及其制備方法(CN102139187A)、過(guò)濾介質(zhì)、100納米以下的精細(xì)纖維和方法(CN101868290A)、一種紡粘和靜電紡復(fù)合濾紙制造方法(CN103072365A)、一種過(guò)濾器具用電紡絲基復(fù)合納米纖維材料的制備方法(CN101829454A)采用了這種方法實(shí)現(xiàn)纖維與基材結(jié)合的目的，但熱定型會(huì)使整體纖維膜的結(jié)構(gòu)發(fā)生熱變形，最終會(huì)影響纖維膜的孔結(jié)構(gòu)進(jìn)而影響實(shí)際過(guò)濾性能。點(diǎn)膠法會(huì)增大纖維與基材間的粘合面積，進(jìn)而增加過(guò)濾材料使用時(shí)的壓阻，導(dǎo)致大量能量消耗?？p合法根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)纖維結(jié)構(gòu)與基材間的有效結(jié)合，導(dǎo)致使用過(guò)程中纖維膜的脫落；(2)低熔點(diǎn)聚合物或小分子化合物處理法。具有納米纖維連接的多組分過(guò)濾介質(zhì)(CN102137704A)通過(guò)使用低熔點(diǎn)聚合物在一定溫度下熔化的方法來(lái)進(jìn)行纖維與基材的粘結(jié)。這種方法易出現(xiàn)大面積纖維粘結(jié)的現(xiàn)象。這是由于，低熔點(diǎn)聚合物在混合紡絲液中易發(fā)生纏結(jié)，使得獲得的纖維易出現(xiàn)組成分布不均勻的情況，在一定溫度下使低熔點(diǎn)聚合物熔化時(shí)就會(huì)出現(xiàn)纖維大面積粘結(jié)的情況，最終使過(guò)濾膜材料的壓阻大幅增加，能量消耗也大大增加。一種納米/亞微米電紡絲基過(guò)濾材料的制備方法(CN1562440A)采用紡絲液中添加小分子化合物，在進(jìn)行后處理，使小分子發(fā)生交聯(lián)，這種方法除了會(huì)出現(xiàn)纖維大面積粘結(jié)的現(xiàn)象外，還不能實(shí)現(xiàn)纖維與基材的有效結(jié)合，因?yàn)樾》肿踊衔镏怀霈F(xiàn)在纖維中，而基材中并不含小分子化合物，在進(jìn)行交聯(lián)處理時(shí)，發(fā)生交聯(lián)的只是纖維本體，而基材與纖維之間并無(wú)交聯(lián)，因而不能實(shí)現(xiàn)纖維與基材的有效結(jié)合；(3)有機(jī)蒸汽處理使纖維交聯(lián)。一種增強(qiáng)納米纖維耐高溫三維過(guò)濾材料及其制備方法(CN102179107A)在獲得纖維膜后，浸潰于交聯(lián)劑中，或直接用交聯(lián)劑蒸汽處理，再干燥處理。這里采用的交聯(lián)劑為甲醇、乙醇、戊二醛或甲醛，這種方法除了會(huì)出現(xiàn)纖維結(jié)構(gòu)改變、與基材粘結(jié)程度差等問(wèn)題外，還存在一定的安全隱患，所用交聯(lián)劑如甲醇和甲醛都會(huì)對(duì)人體造成很大傷害。因此上述專利公開(kāi)的方法均難以實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)聚砜納米纖維空氣過(guò)濾膜的可控制備。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的是提供一種增強(qiáng)聚砜納米纖維空氣過(guò)濾膜及其靜電紡絲制備方法。
[0006]本發(fā)明的一種增強(qiáng)聚砜納米纖維空氣過(guò)濾膜的靜電紡絲制備方法，步驟為:聚砜靜電紡絲液至少包含一高沸點(diǎn)溶劑聚砜靜電紡絲液和一低沸點(diǎn)溶劑聚砜靜電紡絲液，所述高沸點(diǎn)溶劑聚砜靜電紡絲液和所述低沸點(diǎn)溶劑聚砜靜電紡絲液分別從同一多噴頭紡絲設(shè)備的不同噴絲口噴出，所得混合纖維沉積在以濾紙為接收基材的同一接收裝置上，制得增強(qiáng)聚砜納米纖維空氣過(guò)濾膜。其中，高沸點(diǎn)溶劑在靜電紡絲過(guò)程中未完全揮發(fā)而獲得未完全固化的聚砜纖維，低沸點(diǎn)溶劑在靜電紡絲過(guò)程中揮發(fā)完全而獲得完全固化的聚砜纖維，未完全固化的聚砜纖維和部分完全固化的聚砜纖維纏結(jié)形成交錯(cuò)點(diǎn)粘連結(jié)構(gòu)，而其他完全固化的聚砜纖維則形成非粘連結(jié)構(gòu)纖維。同時(shí)，纖維膜與濾紙間的粘合也因高沸點(diǎn)聚砜紡絲液提供的未完全固化的聚砜纖維而得到增強(qiáng)，這樣可大幅提高纖維膜本身機(jī)械性能同時(shí)滿足實(shí)際應(yīng)用需求；
[0007]所述高沸點(diǎn)溶劑聚砜靜電紡絲液中高沸點(diǎn)溶劑與聚砜的溶度參數(shù)差值為2.5?9.2，所述低沸點(diǎn)溶劑聚砜靜電紡絲液中低沸點(diǎn)溶劑與聚砜的溶度參數(shù)差值為7.4?14.5 ;高沸點(diǎn)溶劑與聚砜的較小溶度參數(shù)差值表示出高沸點(diǎn)溶劑與聚砜的良好相容性，為未完全固化聚砜纖維的形成提供前提，而低沸點(diǎn)溶劑與聚砜的較大溶度參數(shù)差值表示出低沸點(diǎn)溶劑與聚砜的相容性較差，為完全固化聚砜纖維的形成提供前提。所述高沸點(diǎn)溶劑聚砜靜電紡絲液的高沸點(diǎn)溶劑和所述低沸點(diǎn)溶劑聚砜靜電紡絲液的低沸點(diǎn)溶劑的沸點(diǎn)差值>35°C，這一差值可為交錯(cuò)點(diǎn)粘連-非粘連三維互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)聚砜纖維膜的形成提供有效保障。
[0008]作為優(yōu)選的技術(shù)方案:
[0009]如上所述的一種增強(qiáng)聚砜納米纖維空氣過(guò)濾膜的靜電紡絲制備方法，所述高沸點(diǎn)溶劑聚砜靜電紡絲液與所述低沸點(diǎn)溶劑聚砜靜電紡絲液的質(zhì)量比為1:8?8:1 ;所述高沸點(diǎn)溶劑聚砜靜電紡絲液為聚砜樹(shù)脂溶解于高沸點(diǎn)溶劑形成的5?35wt%的溶液，所述低沸點(diǎn)溶劑聚砜靜電紡絲液為聚砜樹(shù)脂溶解于低沸點(diǎn)溶劑形成的5?35wt%的溶液；所述聚砜樹(shù)脂的重均分子量為40000?500000。
[0010]如上所述的一種增強(qiáng)聚砜納米纖維空氣過(guò)濾膜的靜電紡絲制備方法，所述高沸點(diǎn)溶劑為N-甲基吡咯烷酮、苯甲酸乙酯、硝基苯、2-苯氧基乙醇、甲酰胺或二甲基亞砜中的一種以上；所述低沸點(diǎn)溶劑為N，N- 二甲基乙酰胺、N，N- 二甲基甲酰胺、二氯乙烷、三氯甲烷、四氫呋喃、三氟乙酸、六氟異丙醇、2，2，2-三氟乙醇、1，4-二氧六環(huán)中的一種或多種的組
八
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[0011]如上所述的一種增強(qiáng)聚砜納米纖維空氣過(guò)濾膜的靜電紡絲制備方法，所述聚砜靜電紡絲液的配制過(guò)程為:由于聚砜樹(shù)脂吸水后會(huì)極大的影響其使用性能，因而在使用前先將聚砜樹(shù)脂顆粒置于真空烘箱中，在100?120°C下真空干燥1.5?3小時(shí)，除去聚砜樹(shù)脂中的水分；然后分別溶于高沸點(diǎn)溶劑和低沸點(diǎn)溶劑中，并各自置于磁力攪拌器上，室溫下攪拌8?24小時(shí)，使聚砜樹(shù)脂均勻溶解于高沸點(diǎn)和低沸點(diǎn)溶劑中，形成均一溶液。
[0012]如上所述的一種增強(qiáng)聚砜納米纖維空氣過(guò)濾膜的靜電紡絲制備方法，所述高沸點(diǎn)溶劑聚砜靜電紡絲液和/或所述低沸點(diǎn)溶劑聚砜靜電紡絲液還包含用于調(diào)節(jié)溶劑體系的溶度參數(shù)以減小或增大與聚砜樹(shù)脂溶度參數(shù)的差值的非溶劑，為甲醇、乙醇、甲苯、二甲苯、正丁醇、丙酮、苯酚、四氯化碳、異丁醇、正戊醇、氯乙醇、溴苯、苯甲醚、環(huán)己烷、乙酸乙酯、環(huán)己酮、吡啶、氯代苯、鄰苯二甲酸、1，2_ 二甲氧基乙烷、二乙胺、異丙醇、異丙醚、乙醚、甲酸、
2-甲基-2-丙醇、醋酸、甲乙酮或水，所述非溶劑的質(zhì)量為所述高沸點(diǎn)溶劑或所述低沸點(diǎn)溶劑質(zhì)量的0.1?10%。
[0013]如上所述的一種增強(qiáng)聚砜納米纖維空氣過(guò)濾膜的靜電紡絲制備方法，所述聚砜靜電紡絲液還包含苯并噁嗪/固化催化劑溶液，可通過(guò)其用量對(duì)三維纖維膜中交錯(cuò)點(diǎn)粘連結(jié)構(gòu)的組成進(jìn)行有效調(diào)控，實(shí)現(xiàn)聚砜纖維膜機(jī)械強(qiáng)度與過(guò)濾性能同步提升的目的。與所述高沸點(diǎn)溶劑聚砜靜電紡絲液和所述低沸點(diǎn)溶劑聚砜靜電紡絲液同時(shí)從多噴頭紡絲設(shè)備中的不同噴絲口噴出，經(jīng)靜電紡絲沉積在接收裝置上后，將所得靜電紡絲膜進(jìn)行穩(wěn)定固化處理，制得增強(qiáng)聚砜納米纖維空氣過(guò)濾膜；
[0014]所述苯并噁嗪/固化催化劑溶液與高沸點(diǎn)溶劑聚砜靜電紡絲液的質(zhì)量比為1: 7?7:1 ;所述苯并噁嗪/固化催化劑溶液為苯并噁嗪和固化催化劑共同加入到溶劑中，得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01?20%的苯并噁嗪/固化催化劑溶液，其中苯并噁嗪和固化催化劑的質(zhì)量比為 2:8 ?5:5。[0015]如上所述的一種增強(qiáng)聚砜納米纖維空氣過(guò)濾膜的靜電紡絲制備方法，所述苯并噁嗪/固化催化劑溶液的溶劑為二氯甲烷、三氯甲烷、四氫呋喃、N-甲基吡咯烷酮、1，2_ 二甲氧基乙烷、二乙胺、異丙醇、環(huán)己烷、N, N- 二甲基乙酰胺、N, N- 二甲基甲酰胺中的一種或多種的組合；所述苯并噁嗪/固化催化劑溶液中苯并噁嗪為雙酚A-苯胺型、苯酚-間三氟甲苯胺型、雙酚AF-4-氟苯胺型、萘酚-苯胺型、苯酚-苯胺型、雙酚A-2，6- 二氟苯胺型、雙酚AF-苯胺型、雙酚AF-間三氟甲苯型、萘酚-4-氟苯胺型中的一種或多種的組合；所述固化催化劑為苯甲酸、草酸、乙二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、鄰苯二甲酸酐、2-乙基-4-甲基咪唑、1,3-二氮雜環(huán)戊二烯、2-甲基咪唑、2-乙基咪唑中的一種或多種的組合。
[0016]如上所述的一種增強(qiáng)聚砜納米纖維空氣過(guò)濾膜的靜電紡絲制備方法，所述穩(wěn)定固化處理為熱處理、超聲處理、微波輻照處理、紅外線輻照處理、紫外線輻照處理、電子束輻照處理、等離子體輻照處理、伽馬射線輻照處理或X射線輻照處理中的一種或多種的組合，所述穩(wěn)定固化處理的溫度為100?350°C，在此溫度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)苯并噁嗪的有效交聯(lián)穩(wěn)定化。
[0017]如上所述的一種增強(qiáng)聚砜納米纖維空氣過(guò)濾膜的靜電紡絲制備方法，所述同一多噴頭紡絲設(shè)備的不同的噴絲口是指所述高沸點(diǎn)溶劑聚砜靜電紡絲液的噴絲口與所述低沸點(diǎn)溶劑聚砜靜電紡絲液的噴絲口或者所述高沸點(diǎn)溶劑聚砜靜電紡絲液的噴絲口與所述低沸點(diǎn)溶劑聚砜靜電紡絲液的噴絲口及苯并噁嗪/固化催化劑溶液的噴絲口交錯(cuò)排列，獲得形貌均勻交錯(cuò)點(diǎn)粘連-非粘連三維互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)聚砜纖維膜，避免大面積粘連結(jié)構(gòu)纖維或大面積非粘連結(jié)構(gòu)纖維的單獨(dú)形成。靜電紡絲的具體參數(shù)為:在18?35°C，相對(duì)濕度10?80%條件下，以0.1?10mL/h的灌注速度將所述高沸點(diǎn)溶劑聚砜靜電紡絲液和所述低沸點(diǎn)溶劑聚砜靜電紡絲液或者所述高沸點(diǎn)溶劑聚砜靜電紡絲液、所述低沸點(diǎn)溶劑聚砜靜電紡絲液及苯并噁嗪/固化催化劑溶液輸送到各自的噴絲口，噴絲口與接收裝置之間的距離為4?30cm，紡絲電壓為10?80kV，進(jìn)行靜電紡絲。
[0018]本發(fā)明還提供了一種按如上所述的靜電紡絲制備方法所制得的增強(qiáng)聚砜納米纖維空氣過(guò)濾膜，所述增強(qiáng)聚砜納米纖維空氣過(guò)濾膜為交錯(cuò)點(diǎn)粘連-非粘連三維互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)纖維膜，也即所得纖維膜中既包含非粘連結(jié)構(gòu)纖維又包含交錯(cuò)點(diǎn)粘連結(jié)構(gòu)纖維；所述增強(qiáng)聚砜納米纖維空氣過(guò)濾膜的克重為0.01?25.5g/m2，斷裂強(qiáng)度達(dá)16.1?48.6MPa，耐磨性達(dá)到500?2100圈，對(duì)0.01?5微米顆粒的過(guò)濾效率達(dá)到99.99%以上，阻力壓降在30Pa以下。
[0019]有益效果:
[0020]1、本發(fā)明首次采用兩種溶劑體系的聚砜溶液和苯并噁嗪溶液在多噴頭靜電紡絲技術(shù)支撐下，獲得纖維相互貫穿交錯(cuò)形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的聚砜纖維膜，膜中既有非粘連結(jié)構(gòu)的纖維又有交錯(cuò)點(diǎn)粘連的纖維，有效體現(xiàn)出纖維材料良好的柔韌性及多通道連通性等特
占.[0021]2、本發(fā)明提供的制備方法工藝簡(jiǎn)單，可適用于一系列廣泛的聚砜基增強(qiáng)纖維材料的制備。此外，本制備方法具有良好的結(jié)構(gòu)可控性，可通過(guò)調(diào)節(jié)高低沸點(diǎn)溶劑比例和苯并噁嗪的含量實(shí)現(xiàn)對(duì)纖維材料纖維直徑、體積密度、孔結(jié)構(gòu)的精確調(diào)控；
[0022]3、本發(fā)明制備的纖維過(guò)濾材料纖維交錯(cuò)點(diǎn)呈現(xiàn)有效的粘結(jié)互連，因此可具有良好的力學(xué)強(qiáng)度與回彈性能，性能優(yōu)于現(xiàn)有關(guān)于聚砜纖維膜的文獻(xiàn)報(bào)道；
[0023]4、本發(fā)明制備的纖維材料呈現(xiàn)出了顯著的超疏水特性，使材料在潮濕環(huán)境中也可保持較好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。此外，材料的疏水特性使其在實(shí)際使用時(shí)大大增強(qiáng)了過(guò)濾膜的自動(dòng)清灰性能，極大的延長(zhǎng)了過(guò)濾器的使用壽命，具有廣泛的實(shí)際應(yīng)用前景。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍。在以下實(shí)施例中，所有沒(méi)有特別說(shuō)明的物質(zhì)的比例關(guān)系都是指質(zhì)量之比。
[0025]實(shí)施例1
[0026]一種增強(qiáng)聚砜納米纖維空氣過(guò)濾膜及其靜電紡絲制備方法，具體步驟為:
[0027]第一步:將聚砜樹(shù)脂顆粒置于真空烘箱中，在100°C下真空干燥3小時(shí)；
[0028]第二步:將干燥完畢的聚砜樹(shù)脂顆粒溶于N-甲基吡咯烷酮、二甲基亞砜和甲酰胺的1:1:1混合溶劑中，并置于磁力攪拌器上攪拌8小時(shí)，形成均相溶液；所述均相溶液中，聚砜樹(shù)脂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5% ；
[0029]第三步:將干燥完畢的聚砜樹(shù)脂顆粒溶于1:1的N，N-二甲基乙酰胺和N，N-二甲基甲酰胺的混合溶劑中，并置于磁力攪拌器上攪拌12小時(shí)，形成均相溶液；所述均相溶液中，聚砜樹(shù)脂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20% ；
[0030]第四步:在溫度35°C、濕度50%條件下，將第二步所述質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的聚砜靜電紡溶液和第三步所述質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的聚砜靜電紡溶液按1:8的質(zhì)量比、以0.lmL/h的灌注速度輸送到同一多噴頭紡絲設(shè)備的不同的噴絲口，噴絲口與接收裝置之間的距離為15cm，紡絲電壓為20kV，進(jìn)行靜電紡絲，獲得既包含非粘連結(jié)構(gòu)纖維又包含交錯(cuò)點(diǎn)粘連結(jié)構(gòu)纖維的增強(qiáng)聚砜納米纖維空氣過(guò)濾膜。所述增強(qiáng)聚砜納米纖維空氣過(guò)濾膜的斷裂強(qiáng)度達(dá)16.1MPa,耐磨性達(dá)到500圈，纖維膜克重為0.01g/m2,對(duì)0.01?5微米顆粒的過(guò)濾效率達(dá)到99.991%,阻力壓降為15Pa。
[0031]實(shí)施例2
[0032]一種增強(qiáng)聚砜納米纖維空氣過(guò)濾膜及其靜電紡絲制備方法，具體步驟為:
[0033]第一步:將聚砜樹(shù)脂顆粒置于真空烘箱中，在120°C下真空干燥1.5小時(shí)；
[0034]第二步:將干燥完畢的聚砜樹(shù)脂顆粒溶于1:1的硝基苯和N-甲基吡咯烷酮的混合溶劑中，再向所述溶液中逐滴加入甲醇、乙醇和異丁醇的1:1:1混合液，將所述溶液置于磁力攪拌器上攪拌24小時(shí)，形成均相溶液；所述均相溶液中，甲醇、乙醇和異丁醇總質(zhì)量為硝基苯和N-甲基吡咯烷酮總質(zhì)量的0.1%，聚砜樹(shù)脂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25% ；
[0035]第三步:將干燥完畢的聚砜樹(shù)脂顆粒溶于二氯乙烷、三氯甲烷和四氫呋喃的2:1:1混合溶劑中，并置于磁力攪拌器上攪拌16小時(shí)，形成均相溶液；所述均相溶液中，聚砜樹(shù)脂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5% ；
[0036]第四步:在溫度18°C、濕度10%條件下，將第二步所述質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的聚砜靜電紡溶液和第三步所述質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的聚砜靜電紡溶液按8:1的質(zhì)量比、以5mL/h的灌注速度輸送到同一多噴頭紡絲設(shè)備的不同的噴絲口，噴絲口與接收裝置之間的距離為4cm，紡絲電壓為10kV，進(jìn)行靜電紡絲，獲得既包含非粘連結(jié)構(gòu)纖維又包含交錯(cuò)點(diǎn)粘連結(jié)構(gòu)纖維的增強(qiáng)聚砜納米纖維空氣過(guò)濾膜。所述增強(qiáng)聚砜納米纖維空氣過(guò)濾膜的斷裂強(qiáng)度達(dá)29.5MPa，耐磨性達(dá)到600圈，纖維膜克重為0.05g/m2，對(duì)0.01?5微米顆粒的過(guò)濾效率達(dá)到99.995%，阻力壓降為20Pa。
[0037]實(shí)施例3
[0038]一種增強(qiáng)聚砜納米纖維空氣過(guò)濾膜及其靜電紡絲制備方法，具體步驟為:
[0039]第一步:將聚砜樹(shù)脂顆粒置于真空烘箱中，在110°C下真空干燥2.5小時(shí)；
[0040]第二步:將干燥完畢的聚砜樹(shù)脂顆粒溶于1:1的2-苯氧基乙醇和苯甲酸乙酯的混合溶劑中，將所述溶液置于磁力攪拌器上攪拌20小時(shí)，形成均相溶液；所述均相溶液中，聚砜樹(shù)脂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35% ；
[0041]第三步:將干燥完畢的聚砜樹(shù)脂顆粒溶于1:1的三氟乙酸和六氟異丙醇的混合溶劑中，再向所述溶液中逐滴加入甲苯、二甲苯、苯酚、氯代苯和水的1:1:1:1:1混合溶劑，并將所述溶液置于磁力攪拌器上攪拌24小時(shí)，形成均相溶液；所述均相溶液中，甲苯、二甲苯、苯酚、氯代苯和水的總質(zhì)量為三氟乙酸和六氟異丙醇總質(zhì)量的10%，聚砜樹(shù)脂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15% ；
[0042]第四步:在溫度24°C、濕度80%條件下，將第二步所述質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35%的聚砜靜電紡溶液和第三步所述質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的聚砜靜電紡溶液按2:7的質(zhì)量比、以10mL/h的灌注速度輸送到同一多噴頭紡絲設(shè)備的不同的噴絲口，噴絲口與接收裝置之間的距離為30cm，紡絲電壓為60kV，進(jìn)行靜電紡絲，獲得既包含非粘連結(jié)構(gòu)纖維又包含交錯(cuò)點(diǎn)粘連結(jié)構(gòu)纖維的增強(qiáng)聚砜納米纖維空氣過(guò)濾膜。所述增強(qiáng)聚砜納米纖維空氣過(guò)濾膜的斷裂強(qiáng)度達(dá)39.7MPa，耐磨性達(dá)到1100圈，纖維膜克重為5.lg/m2，對(duì)0.01?5微米顆粒的過(guò)濾效率達(dá)到99.997%,阻力壓降為29Pa。
[0043]實(shí)施例4
[0044]一種增強(qiáng)聚砜納米纖維空氣過(guò)濾膜及其靜電紡絲制備方法，具體步驟為:
[0045]第一步:將聚砜樹(shù)脂顆粒置于真空烘箱中，在105°C下真空干燥2小時(shí)；
[0046]第二步:將干燥完畢的聚砜樹(shù)脂顆粒溶于硝基苯和N-甲基吡咯烷酮的1:1混合溶劑中，再向所述溶液中逐滴加入正丁醇、正戊醇、氯乙醇、異丙醇和2-甲基-2-丙醇的1:1:1:1:1混合液，將所述溶液置于磁力攪拌器上攪拌20小時(shí)，形成均相溶液；所述均相溶液中，正丁醇、正戊醇、氯乙醇、異丙醇和2-甲基-2-丙醇的總質(zhì)量為硝基苯和N-甲基吡咯烷酮總質(zhì)量的6.2%，聚砜樹(shù)脂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15% ；
[0047]第三步:將干燥完畢的聚砜樹(shù)脂顆粒溶于2，2，2-三氟乙醇和1，4- 二氧六環(huán)的混合溶劑中，再向所述溶液中逐滴加入苯甲醚、吡啶、異丙醚、乙醚和乙酸乙酯的1:1:1:1:1混合溶劑，并將所述溶液置于磁力攪拌器上攪拌8小時(shí)，形成均相溶液；所述均相溶液中，苯甲醚、吡啶、異丙醚、乙醚和乙酸乙酯的總質(zhì)量為2，2，2-三氟乙醇和1，4-二氧六環(huán)總質(zhì)量的3%，聚砜樹(shù)脂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35% ；
[0048]第四步:在溫度30°C、濕度40%條件下，將第二步所述質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的聚砜靜電紡溶液和第三步所述質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35%的聚砜靜電紡溶液按3:6的質(zhì)量比、以3mL/h的灌注速度輸送到同一多噴頭紡絲設(shè)備的不同的噴絲口，噴絲口與接收裝置之間的距離為20cm，紡絲電壓為40kV，進(jìn)行靜電紡絲，獲得既包含非粘連結(jié)構(gòu)纖維又包含交錯(cuò)點(diǎn)粘連結(jié)構(gòu)纖維的增強(qiáng)聚砜納米纖維空氣過(guò)濾膜。所述增強(qiáng)聚砜納米纖維空氣過(guò)濾膜的斷裂強(qiáng)度達(dá)38.9MPa，耐磨性達(dá)到572圈，纖維膜克重為3.2g/m2，對(duì)0.01?5微米顆粒的過(guò)濾效率達(dá)到99.996%,阻力壓降為28Pa。
[0049]實(shí)施例5
[0050]一種增強(qiáng)聚砜納米纖維空氣過(guò)濾膜及其靜電紡絲制備方法，具體步驟為:
[0051]第一步:將聚砜樹(shù)脂顆粒置于真空烘箱中，在100°C下真空干燥3小時(shí)；
[0052]第二步:將干燥完畢的聚砜樹(shù)脂顆粒溶于N-甲基吡咯烷酮、二甲基亞砜和甲酰胺的1:1:1混合溶劑中，并置于磁力攪拌器上攪拌8小時(shí)，形成均相溶液；所述均相溶液中，聚砜樹(shù)脂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5% ；
[0053]第三步:將干燥完畢的聚砜樹(shù)脂顆粒溶于1:1的N，N-二甲基乙酰胺和N，N-二甲基甲酰胺的混合溶劑中，并置于磁力攪拌器上攪拌24小時(shí)，形成均相溶液；所述均相溶液中，聚砜樹(shù)脂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35% ；
[0054]第四步:將雙酚A-苯胺型和苯酚-間三氟甲苯胺型苯并噁嗪和苯甲酸、草酸、鄰苯二甲酸酐三種1:1:1的固化催化劑溶解在1:1的二氯甲烷和三氯甲烷的混合溶劑中，所述溶液中苯并噁嗪和固化催化劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01%，所述溶液中苯并噁嗪和固化催化劑的質(zhì)量比為2:8 ;
[0055]第五步:在溫度32°C、濕度60%條件下，將第二步所述質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的聚砜靜電紡溶液、第三步所述質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35%的聚砜靜電紡溶液和第四步所述苯并噁嗪/固化催化劑溶液以8mL/h的灌注速度輸送到同一多噴頭紡絲設(shè)備的不同的噴絲口。所述質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的聚砜靜電紡溶液和所述質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35%的聚砜靜電紡溶液的質(zhì)量比為4:5，所述苯并噁嗪/固化催化劑溶液和所述質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的聚砜靜電紡溶液的質(zhì)量比為1:7。噴絲口與接收裝置之間的距離為25cm，紡絲電壓為80kV，進(jìn)行靜電紡絲。
[0056]第六步:將第五步所得纖維膜置于100°C下，進(jìn)行熱處理，獲得既包含非粘連結(jié)構(gòu)纖維又包含交錯(cuò)點(diǎn)粘連結(jié)構(gòu)纖維的增強(qiáng)聚砜納米纖維空氣過(guò)濾膜。所述增強(qiáng)聚砜納米纖維空氣過(guò)濾膜的斷裂強(qiáng)度達(dá)42.1MPa，耐磨性達(dá)到1180圈，纖維膜克重為3.5g/m2，對(duì)0.01?5微米顆粒的過(guò)濾效率達(dá)到99.996%，阻力壓降為15Pa。
[0057]實(shí)施例6
[0058]一種增強(qiáng)聚砜納米纖維空氣過(guò)濾膜及其靜電紡絲制備方法，具體步驟為:
[0059]第一步:將聚砜樹(shù)脂顆粒置于真空烘箱中，在120°C下真空干燥1.5小時(shí)；
[0060]第二步:將干燥完畢的聚砜樹(shù)脂顆粒溶于1:1的N-甲基吡咯烷酮和甲酰胺的混合溶劑中，并置于磁力攪拌器上攪拌24小時(shí)，形成均相溶液；所述均相溶液中,聚砜樹(shù)脂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35% ；
[0061]第三步:將干燥完畢的聚砜樹(shù)脂顆粒溶于1:1的二氯乙烷和三氯甲烷的混合溶劑中，并置于磁力攪拌器上攪拌8小時(shí)，形成均相溶液；所述均相溶液中，聚砜樹(shù)脂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15% ；
[0062]第四步:將1:1:1的雙酚AF-4-氟苯胺型、萘酚-苯胺型和苯酚_苯胺型苯并噁嗪和1:1:1:1的乙二胺、己二胺、二乙烯三胺和三乙烯四胺四種固化催化劑溶解在1:1的N-甲基吡咯烷酮和四氫呋喃的混合溶劑中，所述溶液中苯并噁嗪和固化催化劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%，所述溶液中苯并噁嗪和固化催化劑的質(zhì)量比為5:5 ;
[0063]第五步:在溫度28°C、濕度70%條件下，將第二步所述質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35%的聚砜靜電紡溶液、第三步所述質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的聚砜靜電紡溶液和第四步所述苯并噁嗪/固化催化劑溶液以6mL/h的灌注速度輸送到同一多噴頭紡絲設(shè)備的不同的噴絲口。其中，第二步所述質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35%的聚砜靜電紡溶液和第三步所述質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的聚砜靜電紡溶液的質(zhì)量比為5:4，第四步所述苯并噁嗪/固化催化劑溶液和第二步所述質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35%的聚砜靜電紡溶液的質(zhì)量比為7:1。噴絲口與接收裝置之間的距離為10cm，紡絲電壓為50kV，進(jìn)行靜電紡絲，得聚砜/苯并噁嗪/固化催化劑纖維膜；
[0064]第六步:將第五步所得纖維膜置于350°C下，進(jìn)行超聲和微波輻照處理，獲得既包含非粘連結(jié)構(gòu)纖維又包含交錯(cuò)點(diǎn)粘連結(jié)構(gòu)纖維的增強(qiáng)聚砜納米纖維空氣過(guò)濾膜。所述增強(qiáng)聚砜納米纖維空氣過(guò)濾膜的斷裂強(qiáng)度達(dá)44.5MPa，耐磨性達(dá)到1282圈，纖維膜克重為1.3g/m2，對(duì)0.01?5微米顆粒的過(guò)濾效率達(dá)到99.994%，阻力壓降為18Pa。
[0065]實(shí)施例7
[0066]一種增強(qiáng)聚砜納米纖維空氣過(guò)濾膜及其靜電紡絲制備方法，具體步驟為:
[0067]第一步:將聚砜樹(shù)脂顆粒置于真空烘箱中，在105°C下真空干燥2小時(shí)；
[0068]第二步:將干燥完畢的聚砜樹(shù)脂顆粒溶于N-甲基吡咯烷酮、硝基苯和二甲基亞砜的1:1:1混合溶劑中，并置于磁力攪拌器上攪拌12小時(shí)，形成均相溶液；所述均相溶液中，聚砜樹(shù)脂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20% ；
[0069]第三步:將干燥完畢的聚砜樹(shù)脂顆粒溶于1:1的三氟乙酸和六氟異丙醇的混合溶劑中，并置于磁力攪拌器上攪拌12小時(shí)，形成均相溶液；所述均相溶液中，聚砜樹(shù)脂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25% ；
[0070]第四步:將1:1:1的雙酚AF-2，6-二氟苯胺型、雙酚AF-苯胺型和雙酚AF-間三氟甲苯型苯并噁嗪和1:1:1的2-乙基-4-甲基咪唑、2-甲基咪唑和2-乙基咪唑三種固化催化劑溶解在1:1的N，N-二甲基甲酰胺和N，N-二甲基乙酰胺的混合溶劑中，所述溶液中苯并噁嗪和固化催化劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%，所述溶液中苯并噁嗪和固化催化劑的質(zhì)量比為4:6 ；
[0071]第五步:在溫度25°C、濕度50%條件下，將第二步所述質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的聚砜靜電紡溶液、第三步所述質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的聚砜靜電紡溶液和第四步所述苯并噁嗪/固化催化劑溶液以5mL/h的灌注速度輸送到同一多噴頭紡絲設(shè)備的不同的噴絲口。其中，第二步所述質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的聚砜靜電紡溶液和第三步所述質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的聚砜靜電紡溶液的質(zhì)量比為6: 3，第四步所述苯并噁嗪/固化催化劑溶液和第二步所述質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的聚砜靜電紡溶液的質(zhì)量比為2:6。噴絲口與接收裝置之間的距離為10cm，紡絲電壓為40kV，進(jìn)行靜電紡絲，得聚砜/苯并噁嗪/固化催化劑纖維膜；
[0072]第六步:將第五步所得纖維膜置于30(TC下，進(jìn)行紅外線和紫外線輻照處理，獲得既包含非粘連結(jié)構(gòu)纖維又包含交錯(cuò)點(diǎn)粘連結(jié)構(gòu)纖維的增強(qiáng)聚砜納米纖維空氣過(guò)濾膜。所述增強(qiáng)聚砜納米纖維空氣過(guò)濾膜的斷裂強(qiáng)度達(dá)45.2MPa，耐磨性達(dá)到1389圈，纖維膜克重為
2.2g/m2，對(duì)0.01?5微米顆粒的過(guò)濾效率達(dá)到99.996%，阻力壓降為17Pa。
[0073]實(shí)施例8
[0074]一種增強(qiáng)聚砜納米纖維空氣過(guò)濾膜及其靜電紡絲制備方法，具體步驟為:
[0075]第一步:將聚砜樹(shù)脂顆粒置于真空烘箱中，在105°C下真空干燥2小時(shí)；
[0076]第二步:將干燥完畢的聚砜樹(shù)脂顆粒溶于1:1的硝基苯和N-甲基吡咯烷酮的混合溶劑中，再向所述溶液中逐滴加入甲醇、乙醇和異丁醇的1:1:1混合液，將所述溶液置于磁力攪拌器上攪拌20小時(shí)，形成均相溶液；所述均相溶液中，甲醇、乙醇和異丁醇總質(zhì)量為硝基苯和N-甲基吡咯烷酮總質(zhì)量的0.1%，聚砜樹(shù)脂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20% ；
[0077]第三步:將干燥完畢的聚砜樹(shù)脂顆粒溶于二氯乙烷、三氯甲烷和四氫呋喃的混合溶劑中，并置于磁力攪拌器上攪拌18小時(shí)，形成均相溶液；所述均相溶液中，聚砜樹(shù)脂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15% ；
[0078]第四步:將萘酚-4-氟苯胺型苯并噁嗪和1，3-二氮雜化戊二烯固化催化劑溶解在二乙胺中，所述溶液中苯并噁嗪和固化催化劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%，所述溶液中苯并噁嗪和固化催化劑的質(zhì)量比為3:7;
[0079]第五步:在溫度30°C、濕度40%條件下，將第二步所述質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的聚砜靜電紡溶液、第三步所述質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的聚砜靜電紡溶液和第四步所述苯并噁嗪/固化催化劑溶液以6mL/h的灌注速度輸送到同一多噴頭紡絲設(shè)備的不同的噴絲口。其中，第二步所述質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的聚砜靜電紡溶液和第三步所述質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的聚砜靜電紡溶液的質(zhì)量比為7: 2，第四步所述苯并噁嗪/固化催化劑溶液和第二步所述質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的聚砜靜電紡溶液的質(zhì)量比為3:5。噴絲口與接收裝置之間的距離為15cm，紡絲電壓為45kV，進(jìn)行靜電紡絲，得聚砜/苯并噁嗪/固化催化劑纖維膜；
[0080]第六步:將第五步所得纖維膜置于260°C下，進(jìn)行電子束和等離子體輻照處理，獲得既包含非粘連結(jié)構(gòu)纖維又包含交錯(cuò)點(diǎn)粘連結(jié)構(gòu)纖維的增強(qiáng)聚砜納米纖維空氣過(guò)濾膜。所述增強(qiáng)聚砜納米纖維空氣過(guò)濾膜的斷裂強(qiáng)度達(dá)44.3MPa，耐磨性達(dá)到1459圈，纖維膜克重為0.5g/m2，對(duì)0.01?5微米顆粒的過(guò)濾效率達(dá)到99.992%，阻力壓降為20Pa。
[0081]實(shí)施例9
[0082]一種增強(qiáng)聚砜納米纖維空氣過(guò)濾膜及其靜電紡絲制備方法，具體步驟為:
[0083]第一步:將聚砜樹(shù)脂顆粒置于真空烘箱中，在110°C下真空干燥2.5小時(shí)；
[0084]第二步:將干燥完畢的聚砜樹(shù)脂顆粒溶于1:1的2-苯氧基乙醇和苯甲酸乙酯的混合溶劑中，將所述溶液置于磁力攪拌器上攪拌20小時(shí)，形成均相溶液；所述均相溶液中，聚砜樹(shù)脂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35% ；
[0085]第三步:將干燥完畢的聚砜樹(shù)脂顆粒溶于1:1的三氟乙酸和六氟異丙醇的混合溶劑中，再向所述溶液中逐滴加入甲苯、二甲苯、苯酚、氯代苯和水的1:1:1:1:1混合溶劑，并將所述溶液置于磁力攪拌器上攪拌24小時(shí)，形成均相溶液；所述均相溶液中，甲苯、二甲苯、苯酚、和氯代苯的總質(zhì)量為三氟乙酸和六氟異丙醇總質(zhì)量的10%，聚砜樹(shù)脂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 15% ；
[0086]第四步:將萘酚-4-氟苯胺型苯并噁嗪和1，3-二氮雜化戊二烯固化催化劑溶解在二乙胺中，所述溶液中苯并噁嗪和固化催化劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%，所述溶液中苯并噁嗪和固化催化劑的質(zhì)量比為5:5;
[0087]第五步:在溫度20°C、濕度30%條件下，將第二步所述質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35%的聚砜靜電紡溶液、第三步所述質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的聚砜靜電紡溶液和第四步所述苯并噁嗪/固化催化劑溶液以10mL/h的灌注速度輸送到同一多噴頭紡絲設(shè)備的不同的噴絲口。其中，第二步所述質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35%的聚砜靜電紡溶液和第三步所述質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的聚砜靜電紡溶液的質(zhì)量比為8:1，第四步所述苯并噁嗪/固化催化劑溶液和第二步所述質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35%的聚砜靜電紡溶液的質(zhì)量比為4:4。噴絲口與接收裝置之間的距離為25cm，紡絲電壓為55kV，進(jìn)行靜電紡絲，得聚砜/苯并噁嗪/固化催化劑纖維膜；
[0088]第六步:將第五步所得纖維膜置于160°C下，進(jìn)行伽馬射線和X射線輻照處理，獲得既包含非粘連結(jié)構(gòu)纖維又包含交錯(cuò)點(diǎn)粘連結(jié)構(gòu)纖維的增強(qiáng)聚砜納米纖維空氣過(guò)濾膜。所述增強(qiáng)聚砜納米纖維空氣過(guò)濾膜的斷裂強(qiáng)度達(dá)45.3MPa，耐磨性達(dá)到1566圈，纖維膜克重為4.7g/m2，對(duì)0.01?5微米顆粒的過(guò)濾效率達(dá)到99.995%，阻力壓降為27Pa。
[0089]實(shí)施例10
[0090]一種增強(qiáng)聚砜納米纖維空氣過(guò)濾膜及其靜電紡絲制備方法，具體步驟為:
[0091]第一步:將聚砜樹(shù)脂顆粒置于真空烘箱中，在105°C下真空干燥2小時(shí)；
[0092]第二步:將干燥完畢的聚砜樹(shù)脂顆粒溶于1:1的硝基苯和N-甲基吡咯烷酮的混合溶劑中，再向所述溶液中逐滴加入環(huán)己酮、二乙胺、1，2-二甲氧基乙烷、醋酸和甲乙酮的1:1:1:1混合液，將所述溶液置于磁力攪拌器上攪拌20小時(shí)，形成均相溶液；所述均相溶液中，環(huán)己酮、二乙胺、1，2-二甲氧基乙烷、醋酸和甲乙酮的總質(zhì)量為硝基苯和N-甲基吡咯烷酮總質(zhì)量的6.2%，聚砜樹(shù)脂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5% ；
[0093]第三步:將干燥完畢的聚砜樹(shù)脂顆粒溶于1:1的2，2，2-三氟乙醇和1，4_ 二氧六環(huán)的混合溶劑中，再向所述溶液中逐滴加入苯甲醚、吡啶、異丙醚、乙醚和乙酸乙酯的1:1:1:1:1混合溶劑，并將所述溶液置于磁力攪拌器上攪拌8小時(shí)，形成均相溶液；所述均相溶液中，苯甲醚、吡啶、異丙醚、乙醚和乙酸乙酯的總質(zhì)量為2，2，2-三氟乙醇和1，4-二氧六環(huán)總質(zhì)量的3%，聚砜樹(shù)脂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35% ；
[0094]第四步:將1:1:1的雙酚AF-2，6-二氟苯胺型、雙酚AF-苯胺型和雙酚AF-間三氟甲苯型苯并噁嗪和1:1:1的2-乙基-4-甲基咪唑、2-甲基咪唑和2-乙基咪唑三種固化催化劑溶解在1:1的N，N-二甲基甲酰胺和N，N-二甲基乙酰胺的混合溶劑中，所述溶液中苯并噁嗪和固化催化劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%，所述溶液中苯并噁嗪和固化催化劑的質(zhì)量比為5:5 ；
[0095]第五步:在溫度20°C、濕度30%條件下，將第二步所述質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的聚砜靜電紡溶液、第三步所述質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35%的聚砜靜電紡溶液和第四步所述苯并噁嗪/固化催化劑溶液以5mL/h的灌注速度輸送到同一多噴頭紡絲設(shè)備的不同的噴絲口。其中，第二步所述質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的聚砜靜電紡溶液和第三步所述質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35%的聚砜靜電紡溶液的質(zhì)量比為6:3，第四步所述苯并噁嗪/固化催化劑溶液和第二步所述質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的聚砜靜電紡溶液的質(zhì)量比為6:2。噴絲口與接收裝置之間的距離為30cm，紡絲電壓為80kV，進(jìn)行靜電紡絲，得聚砜/苯并噁嗪/固化催化劑纖維膜；
[0096]第六步:將第五步所得纖維膜置于30(TC下，進(jìn)行伽馬射線和X射線輻照處理，獲得既包含非粘連結(jié)構(gòu)纖維又包含交錯(cuò)點(diǎn)粘連結(jié)構(gòu)纖維的增強(qiáng)聚砜納米纖維空氣過(guò)濾膜。所述增強(qiáng)聚砜納米纖維空氣過(guò)濾膜的斷裂強(qiáng)度達(dá)48.6MPa，耐磨性達(dá)到1610圈，纖維膜克重為5.lg/m2，對(duì)0.01?5微米顆粒的過(guò)濾效率達(dá)到99.999%，阻力壓降為29Pa。
[0097]實(shí)施例11-16制備步驟同實(shí)施例1，其中溶液參數(shù)、工藝參數(shù)及膜性能參數(shù)如表I所示:
[0098]表I
[0099]
【權(quán)利要求】
1.一種增強(qiáng)聚砜納米纖維空氣過(guò)濾膜的靜電紡絲制備方法，其特征是:聚砜靜電紡絲液至少包含一高沸點(diǎn)溶劑聚砜靜電紡絲液和一低沸點(diǎn)溶劑聚砜靜電紡絲液，所述高沸點(diǎn)溶劑聚砜靜電紡絲液和所述低沸點(diǎn)溶劑聚砜靜電紡絲液分別從同一多噴頭紡絲設(shè)備的不同噴絲口噴出，所得混合纖維沉積在以濾紙為接收基材的同一接收裝置上，制得增強(qiáng)聚砜納米纖維空氣過(guò)濾膜； 所述高沸點(diǎn)溶劑聚砜靜電紡絲液中高沸點(diǎn)溶劑與聚砜的溶度參數(shù)差值為2.5~9.2，所述低沸點(diǎn)溶劑聚砜靜電紡絲液中低沸點(diǎn)溶劑與聚砜的溶度參數(shù)差值為7.4~14.5 ;所述高沸點(diǎn)溶劑聚砜靜電紡絲液的高沸點(diǎn)溶劑和所述低沸點(diǎn)溶劑聚砜靜電紡絲液的低沸點(diǎn)溶劑的沸點(diǎn)差值 35 °C。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種增強(qiáng)聚砜納米纖維空氣過(guò)濾膜的靜電紡絲制備方法，其特征在于，所述高沸點(diǎn)溶劑聚砜靜電紡絲液與所述低沸點(diǎn)溶劑聚砜靜電紡絲液的質(zhì)量比為1:8~8:1 ;所述高沸點(diǎn)溶劑聚砜靜電紡絲液為聚砜樹(shù)脂溶解于高沸點(diǎn)溶劑形成的5~35wt%的溶液，所述低沸點(diǎn)溶劑聚砜靜電紡絲液為聚砜樹(shù)脂溶解于低沸點(diǎn)溶劑形成的5~35wt%的溶液；所述聚砜樹(shù)脂的重均分子量為40000~500000。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種增強(qiáng)聚砜納米纖維空氣過(guò)濾膜的靜電紡絲制備方法，其特征在于，所述高沸點(diǎn)溶劑為N-甲基吡咯烷酮、苯甲酸乙酯、硝基苯、2-苯氧基乙醇、甲酰胺或二甲基亞砜中的一種以上；所述低沸點(diǎn)溶劑為N，N-二甲基乙酰胺、N, N-二甲基甲酰胺、二氯乙燒、二氯甲燒、四氫呋喃、二氟乙酸、六氟異丙醇、2, 2, 2- 二氟乙醇、1,4- 二氧六環(huán)中的一種或多種的組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種增強(qiáng)聚砜納米纖維空氣過(guò)濾膜的靜電紡絲制備方法，其特征在于，所述聚砜靜電紡絲液的配制過(guò)程為:先將聚砜樹(shù)脂顆粒置于真空烘箱中，在100~120°C下真空干燥1.5~3小時(shí)；然后分別溶于高沸點(diǎn)溶劑和低沸點(diǎn)溶劑中，并各自置于磁力攪拌器上，室溫下攪拌8~24小時(shí)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述 的一種增強(qiáng)聚砜納米纖維空氣過(guò)濾膜的靜電紡絲制備方法，其特征在于，所述高沸點(diǎn)溶劑聚砜靜電紡絲液和/或所述低沸點(diǎn)溶劑聚砜靜電紡絲液還包含用于調(diào)節(jié)溶劑體系的溶度參數(shù)的非溶劑，為甲醇、乙醇、甲苯、二甲苯、正丁醇、丙酮、苯酚、四氯化碳、異丁醇、正戊醇、氯乙醇、溴苯、苯甲醚、環(huán)己烷、乙酸乙酯、鄰苯二甲酸、環(huán)己酮、吡唆、氯代苯、鄰苯二甲酸、1，2_ 二甲氧基乙烷、二乙胺、異丙醇、異丙醚、乙醚、甲酸、2-甲基-2-丙醇、醋酸、甲乙酮或水，所述非溶劑的質(zhì)量為所述高沸點(diǎn)溶劑或所述低沸點(diǎn)溶劑質(zhì)量的0.1~10%ο
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種增強(qiáng)聚砜納米纖維空氣過(guò)濾膜的靜電紡絲制備方法，其特征在于，所述聚砜靜電紡絲液還包含苯并噁嗪/固化催化劑溶液，與所述高沸點(diǎn)溶劑聚砜靜電紡絲液和所述低沸點(diǎn)溶劑聚砜靜電紡絲液同時(shí)從多噴頭紡絲設(shè)備中的不同噴絲口噴出，經(jīng)靜電紡絲沉積在接收裝置上后，將所得靜電紡絲膜進(jìn)行穩(wěn)定固化處理，制得增強(qiáng)聚砜納米纖維空氣過(guò)濾膜； 所述苯并噁嗪/固化催化劑溶液與高沸點(diǎn)溶劑聚砜靜電紡絲液的質(zhì)量比為1:7~7:1 ;所述苯并噁嗪/固化催化劑溶液為苯并噁嗪和固化催化劑共同加入到溶劑中，得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01~20%的苯并噁嗪/固化催化劑溶液，其中苯并噁嗪和固化催化劑的質(zhì)量比為2:8 ~5:5。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種增強(qiáng)聚砜納米纖維空氣過(guò)濾膜的靜電紡絲制備方法，其特征在于，所述苯并噁嗪/固化催化劑溶液的溶劑為二氯甲烷、三氯甲烷、四氫呋喃、N-甲基吡咯烷酮、1，2_ 二甲氧基乙烷、二乙胺、異丙醇、環(huán)己烷、N，N-二甲基乙酰胺、N，N-二甲基甲酰胺中的一種或多種的組合；所述苯并噁嗪/固化催化劑溶液中苯并噁嗪為雙酚A-苯胺型、苯酚-間三氟甲苯胺型、雙酚AF-4-氟苯胺型、萘酚-苯胺型、苯酚-苯胺型、雙酚A-2, 6- 二氟苯胺型、雙酚AF-苯胺型、雙酚AF-間三氟甲苯型、萘酚_4_氟苯胺型中的一種或多種的組合；所述固化催化劑為苯甲酸、草酸、乙二胺、己二胺、二乙烯三胺、三乙烯四胺、鄰苯二甲酸酐、2-乙基-4-甲基咪唑、1，3-二氮雜環(huán)戊二烯、2-甲基咪唑、2-乙基咪唑中的一種或多種的組合。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種增強(qiáng)聚砜納米纖維空氣過(guò)濾膜的靜電紡絲制備方法，其特征在于，所述穩(wěn)定固化處理為熱處理、超聲處理、微波輻照處理、紅外線輻照處理、紫外線輻照處理、電子束輻照處理、等離子體輻照處理、伽馬射線輻照處理或X射線輻照處理中的一種或多種的組合，所述穩(wěn)定固化處理的溫度為100~350°C。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的一種增強(qiáng)聚砜納米纖維空氣過(guò)濾膜的靜電紡絲制備方法，其特征在于，所述同一多噴頭紡絲設(shè)備的不同的噴絲口是指所述高沸點(diǎn)溶劑聚砜靜電紡絲液的噴絲口與所述低沸點(diǎn)溶劑聚砜靜電紡絲液的噴絲口或者所述高沸點(diǎn)溶劑聚砜靜電紡絲液的噴絲口與所述低沸點(diǎn)溶劑聚砜靜電紡絲液的噴絲口及苯并噁嗪/固化催化劑溶液的噴絲口交錯(cuò)排列；靜電紡絲的具體參數(shù)為:在18~35°C，相對(duì)濕度10~80%條件下，以0.1~10mL/h的灌注速度將所述高沸點(diǎn)溶劑聚砜靜電紡絲液和所述低沸點(diǎn)溶劑聚砜靜電紡絲液或者所述高沸點(diǎn)溶劑聚砜靜電紡絲液、所述低沸點(diǎn)溶劑聚砜靜電紡絲液及苯并噁嗪/固化催化劑溶液輸送到各自的噴絲口，噴絲口與接收裝置之間的距離為4~30cm，紡絲電壓為10~80kV，進(jìn)行靜電紡絲。
10.如權(quán)利要求1~9中任一項(xiàng)所述的靜電紡絲制備方法所制得的增強(qiáng)聚砜納米纖維空氣過(guò)濾膜，其特征是:所述增強(qiáng)聚砜納米纖維空氣過(guò)濾膜為交錯(cuò)點(diǎn)粘連-非粘連三維互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)纖維膜，也即所得纖維 膜中既包含非粘連結(jié)構(gòu)纖維又包含交錯(cuò)點(diǎn)粘連結(jié)構(gòu)纖維；所述增強(qiáng)聚砜納米纖維空氣過(guò)濾膜的克重為0.01~25.5g/m2，斷裂強(qiáng)度達(dá)16.1~48.6MPa，耐磨性達(dá)到500~21 00圈，對(duì)0.01~5微米顆粒的過(guò)濾效率達(dá)到99.99%以上，阻力壓降在30Pa以下。
【文檔編號(hào)】D04H1/4326GK103480285SQ201310403779
【公開(kāi)日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年9月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月6日
【發(fā)明者】丁彬, 王娜, 萬(wàn)會(huì)高, 俞建勇 申請(qǐng)人:東華大學(xué)