[发明专利]一种高效低阻型交错排列纳米纤维复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种高效低阻型交错排列纳米纤维复合材料，其特征在于：包括PLA-P纤维和PLA-N纳米纤维或PA6纳米纤维，所述PLA-P纤维的表面具有纳米孔洞，所述PLA-P纤维与所述PLA-N纳米纤维或PA6纳米纤维呈交错式排列形成交错式复合结构纳米纤维膜，所述纳米纤维膜中PLA-P纤维与PLA-N纳米纤维或PA6纳米纤维质量比为3：1～10：1，所述纳米纤维膜的孔隙率为82.15％～90.17％，平均孔径为1.72μm～4.97μm。

2.根据权利要求1所述的高效低阻型交错排列纳米纤维复合材料，其特征在于：所述PLA-P纤维的直径为1.2～1.8μm，所述PLA-P纤维的表面纳米孔洞的覆盖密度为10％～23％，所述纳米孔洞的直径为30～90nm，所述PLA-N纳米纤维的直径为148～300nm，所述PA6纳米纤维的直径为100～300nm。

3.一种高效低阻型交错排列纳米纤维复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤(1)：将固态状的PLA溶解在二氯甲烷(DCM)与N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)的混合溶剂中，配制得到一定质量分数的PLA溶液，作为多孔结构PLA-P纤维的纺丝液；

步骤(2)：将一定浓度的溴化锂(LiBr)加入到DCM与DMAC质量配比为10:1的混合溶剂中，然后再将一定质量的固体聚合物PLA溶解到混合溶剂中，制得含有一定质量分数的PLA/LiBr溶液，作为PLA-N纳米纤维的纺丝液；

步骤(3)：将一定质量的PA6聚合物溶解到88％的甲酸中，配制得到一定质量分数的PA6溶液，作为PA6纳米纤维的纺丝液；

步骤(4)：将配制好的PLA溶液、PLA/LiBr溶液或者PA6溶液分别倒入置于全自动横移式接收滚筒两侧平行排列并连接有喷丝头的若干注射针筒中，控制每个注射针筒的流量，所述注射针筒的流量由泵自由控制，然后进行静电纺丝，静电纺丝的环境温度为25℃，湿度为45％，控制纺丝电压和纺丝距离，所述PLA溶液射流中由于含有较高蒸气压的二氯甲烷，二氯甲烷的快速挥发会导致射流温度迅速降低而发生相分离，形成了表面和内部通体多孔结构的PLA-P纤维，同时接收滚筒另一侧针筒内的PLA/LiBr溶液或PA6溶液在静电纺丝时会形成的PLA-N纳米纤维或PA6纳米纤维，控制全自动横移式接收滚筒的转速，将多孔结构PLA-P纤维与PLA-N纳米纤维或者PA6纳米纤维交错排列地沉积到接收滚筒上，形成交错式复合结构纳米纤维膜。

4.根据权利要求3所述的高效低阻型交错排列纳米纤维复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)所述的混合溶剂中二氯甲烷(DCM)与N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)的质量比为8:1～12:1，所述PLA溶液的质量分数为7％～9％。

5.根据权利要求3所述的高效低阻型交错排列纳米纤维复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(3)所述PA6溶液的质量分数为15％～25％。

6.根据权利要求3所述的高效低阻型交错排列纳米纤维复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(4)中制备多孔结构PLA-P纤维的纺丝电压为15～18kV，PLA溶液流量为0.5～1.5ml/h，纺丝距离10～15cm。

7.根据权利要求3所述的高效低阻型交错排列纳米纤维复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(4)中制备PLA-N纳米纤维的纺丝电压为20～24kV，PLA/LiBr溶液流量为0.4ml/h～0.8ml/h，纺丝距离10～15cm。

8.根据权利要求3所述的高效低阻型交错排列纳米纤维复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(4)中制备PA6纳米纤维的纺丝电压为15～25kV，PA6溶液流量为0.05～0.15ml/h，纺丝距离10～15cm。

9.根据权利要求3所述的高效低阻型交错排列纳米纤维复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(4)中所述全自动横移式接收滚筒的直径为10cm，转速为0～90r/min。