[发明专利]一种复合纤维膜及其制备方法和应用

说明书

本发明属于纤维膜技术领域。本发明提供了一种复合纤维膜，包含疏水层、转移层和亲水层；疏水层原料为聚偏氟乙烯和/或聚四氟乙烯；转移层原料包含重量比为1∶9～11的A组分和B组分；亲水层原料包含重量比为1∶9～11的C组分和B组分；A组分为聚乙烯吡咯烷酮或聚乙二醇；B组分为聚苯胺、聚醚砜、聚乳酸或醋酸纤维素；C组分为2‑甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱或聚[(2‑甲基丙烯酰氧基)乙基]二甲基[3‑磺丙基]氢氧化铵。本发明还提供了一种复合纤维膜的制备方法和应用。本发明的复合纤维膜具有良好的单向水运输性能；在40℃下，水分蒸发速率为0.3～0.67g/h。

技术领域

本发明涉及纤维膜技术领域，尤其涉及一种复合纤维膜及其制备方法和应用。

背景技术

液体的单向运输在众多生理和物理过程中必不可少，例如生物体排汗、细胞膜的液体传输、海水脱盐、燃料电池内部电解质膜两侧液体定向流动等。近年来，液体单向运输受到越来越广泛的关注和研究。复合纤维膜具有亲水/疏水差异，使得复合纤维膜具有特殊的单向透过性能。目前，单向水运输的复合纤维膜的研究较少，并且存在稳定性较差、不能完全实现单向水运输、能耗高、工艺复杂等不足。

因此，研究开发一种能耗低、工艺简单、提高水的运输速率和稳定性的复合纤维膜，具有重要的应用价值。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足提供一种复合纤维膜及其制备方法。本发明的复合纤维膜具有良好的单向水运输性能和吸汗排湿功能。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种复合纤维膜，包含疏水层、转移层和亲水层；

所述疏水层原料为聚偏氟乙烯和/或聚四氟乙烯；

所述转移层原料包含重量比为1∶9～11的A组分和B组分；

所述亲水层原料包含重量比为1∶9～11的C组分和B组分；

所述A组分为聚乙烯吡咯烷酮或聚乙二醇；

所述B组分为聚苯胺、聚醚砜、聚乳酸或醋酸纤维素；

所述C组分为2-甲基丙烯酰氧乙基磷酸胆碱或聚[(2-甲基丙烯酰氧基)乙基]二甲基[3-磺丙基]氢氧化铵；

所述亲水层在复合纤维膜的最上层或最下层。

本发明还提供了一种所述的复合纤维膜的制备方法，包含如下步骤：

1)将疏水层溶液、转移层溶液、亲水层溶液独立顺次进行加热处理、超声处理，得到三种纺丝溶液；

2)对三种纺丝溶液独立进行静电纺丝，得到纤维膜；

3)将交联剂、光引发剂、单体和氯化钠溶液形成的水凝胶溶液和纤维膜进行交联反应，即得复合纤维膜；

作为优选，步骤1)所述疏水层溶液包含重量比为1∶9～11的疏水层原料和溶剂；所述转移层溶液包含重量比为1∶9～11的转移层原料和N，N-二甲基甲酰胺；所述亲水层溶液包含重量比为1∶9～11的亲水层原料和溶剂。

作为优选，所述疏水层溶液中，溶剂包含重量比为2～4∶6～8的丙酮和N，N-二甲基甲酰胺；所述亲水层溶液中，溶剂包含重量比为1∶8～10的六氟异丙醇和N，N-二甲基甲酰胺。

作为优选，步骤1)所述加热处理的温度为18～60℃，时间为15～26h，所述加热处理在搅拌条件下进行。

作为优选，步骤1)所述超声处理的温度为18～60℃，时间为0.3～1.5h，超声处理的频率为30～50kHz。