[发明专利]一种医卫防护用润湿梯度类蜂巢结构纤维膜及其制备方法

说明书

本发明涉及一种医卫防护用润湿梯度类蜂巢结构纤维膜及其制备方法，制备方法为：首先将由亲水型聚合物、纳米级金属‑有机框架、交联剂I和溶剂I组成的纺丝液I进行静电纺丝，并以经过消电荷处理的绝缘材料作为接收基材，得到膜I，然后将由中间聚合物、交联剂II和溶剂II组成的纺丝液II进行静电纺丝，并以膜I作为接收基材，制得膜II，接着将由疏水型聚合物、交联剂III和溶剂III组成的纺丝液III进行静电纺丝，并以膜II作为接收基材，制得膜III，得到复合纤维膜，最后对复合纤维膜进行热处理即得医卫防护用润湿梯度类蜂巢结构纤维膜；最终制得的膜具有三层复合结构，微观呈三维蜂窝状连通孔道结构，单向导湿性能和反向阻隔液体渗透性能优良。

技术领域

本发明属于静电纺丝功能纤维材料技术领域，涉及一种医卫防护用润湿梯度类蜂巢结构纤维膜及其制备方法。

背景技术

随着科技的发展和卫生水平的提高，人们对于服装面料的安全性、舒适性和防护性等要求越来越高。在某些情况下，需要采用防护服来避免或降低环境中有毒、有害物质对人体的侵害，如医用防护服用于防止外部血液飞溅，保障医护人员免受病毒等传染性物质侵害。然而，现有的医卫防护材料通常无法兼顾高效安全防护与吸湿排汗性能，常用防护材料为了增强对个体的防护会牺牲部分舒适性，长时间穿着使身体表面湿气/汗液无法及时排出体外，导致舒适性变差。因此，开发具有良好吸湿排汗性能的医卫防护材料是当前个体防护领域亟需解决的重点和难点。

目前医用防护服面料主要分为涂层材料、织物/膜复合材料和非织造/膜复合材料。涂层材料防护服的制备主要通过聚氨酯、聚丙烯酸酯、聚偏氟乙烯对织物进行涂层整理，该方法工艺简单，但其防护和透气性能较差，已逐渐被淘汰。膜复合材料主要采用聚氨酯、聚乙烯及聚四氟乙烯微孔薄膜作为棉织物或化纤织物的夹层，微孔薄膜具有较好的过滤和阻隔性能，但织物/膜复合而成的防护材料制作成本高，经高温洗涤和消毒后膜与织物易分离，在市场上应用较少。非织造/膜复合材料主要由内外两层的纺粘无纺布和中间夹层的防水透湿膜复合形成三层结构，且由于纺粘非织造材料成本低，一次性使用可以避免交叉感染，已成为当前个体防护领域的主流医卫防护材料。非织造/膜复合材料在液体阻隔性与透湿性方面较涂层材料有一定的改善，但为了增加其反向防液体渗透性能，需对纺粘布进行拒水处理，导致其透湿性能下降且制备工艺复杂。因此，亟需开发新型的单向导湿防护材料，兼顾反向阻隔液体渗透及正向透湿性，以满足防护服长时间使用时的穿着舒适性需求。

静电纺纳米纤维膜以其纤维直径小、比表面积大、孔隙率高、孔连通性好以及结构可调性强等结构优势，在单向导湿领域展现出了广阔的应用前景。文献1(ACSAppl.Mater.Interfaces,2014,6,14087-14095.)通过聚多巴胺的亲水改性制备聚丙烯腈/聚苯乙烯双层定向导湿纳米纤维膜，单向导湿指数为1150％。文献2(ACS Nano,2019,13,1060-1070.)通过双层静电纺丝技术制备了热塑性聚氨酯/聚丙烯腈Janus纳米纤维膜，透湿量9065g·m^-2·d^-1，并且具有一定的单向导湿能力。

但是上述材料注重提升其单向导湿性能，忽略了材料的反向渗透压，且纤维膜厚度一般0.5mm，在大量出汗情况下纤维易吸水溶胀阻塞毛细孔道，难以满足防护领域的实际应用需求。因此，优化纤维膜材料的本体结构以提升材料单向导湿性能，同时提升材料的反向阻隔液体渗透性能，对个体防护领域的实际应用具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中存在的问题，提供一种医卫防护用润湿梯度类蜂巢结构纤维膜及其制备方法，具体提供一种适用于广泛聚合物原料范围、无需模板即可制备稳定梯度蜂窝状连通孔道结构纤维膜的静电纺丝技术，通过该方法制备的纤维膜具有优异的单向导湿性能和反向阻隔液体渗透性能。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：