[发明专利]一种PVA/HCD纳米复合纤维及制备方法和应用

说明书

本发明属于复合纤维技术领域，具体涉及一种PVA/HCD纳米复合纤维及制备方法和应用。所述复合纤维是以PVA和HCD为原料复合后经静电纺丝工艺制备的纳米复合纤维。所述制备方法是将原料投入水中配成混合水溶液，混合水溶液经静电纺丝工艺制备获得。所述复合纤维可用于膜布生成，生成的膜布在口罩、防护服或空气净化设备中可使用。本发明提供的技术方案生成成本低，空气阻力小，过滤效率高，并且可吸附SO₂及甲醛等物质。

技术领域

本发明属于复合纤维技术领域，具体涉及一种PVA/HCD纳米复合纤维及制备方法和应用。

背景技术

目前的口罩采用的是物理拦截加静电吸附技术，但是静电吸附材料吸附一定数量以后，过滤精度会大大减低。按照国家标准GB2626-2006，口罩呼吸阻力不得大于350Pa，现有市场上口罩能达到N95、KN95标准的呼吸阻力基本大于200Pa，虽然满足国标但呼吸阻力仍然较大。

口罩能起到过滤作用的核心过滤层为熔喷层，熔喷层主要原料是聚丙烯(PP)，作为熔喷层的PP需要满足熔融指数、分子量分布和含杂等指标方可使用，其加工工艺及专用设备存在一定的技术壁垒，造成熔喷层的价格昂贵且货期长，其中生产设备的售价都高达300-500万一套。

另外，大气中的SO₂(二氧化硫)和CHO(甲醛)对于呼吸系统等慢性流行性疾病以及老年心血管疾病的发病已经获得共识。近年来，大气中SO₂和CHO等污染物水平的升高对于这类疾病的群体带来极大的健康危害。但目前市面上商品化的口罩几乎不具备或者很少能实现对SO₂和CHO去除。可以过滤并减少大气或环境中SO₂和CHO等污染物水平，达到个人防护的口罩用特种过滤材料亟需解决。

发明内容

本发明提供了一种PVA/HCD纳米复合纤维及制备方法和应用，用以解决目前口罩用纤维成本高、阻力大且无法过滤SO₂和CHO的问题。聚乙烯醇(PVA)/为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：所述PVA/HCD纳米复合纤维，其是指以PVA(聚乙烯醇)和HCD(羟丙基-β-环糊精)为原料复合后经静电纺丝工艺制备的纳米复合纤维。

静电纺丝是一种特殊的纤维制造工艺，聚合物溶液或熔体在强电场中进行喷射纺丝，在电场作用下，喷射的液滴会由球形变为圆锥形(即“泰勒锥”)，并从圆锥尖端延展得到纤维细丝。

可选地，所述PVA/HCD纳米复合纤维的直径为2nm-5μm，优选2-20nm。

可选地，所述原料中PVA与HCD的重量比为1:1～1:5，优选1:3。

可选地，所述原料中还包括硅烷偶联剂，所述HCD与硅烷偶联剂的摩尔比为1:0.1～1:0.5，优选1:0.3。

可选地，所述硅烷偶联剂选自γ-氨丙基三乙氧基硅烷或γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷，优选γ-氨丙基三乙氧基硅烷。

可选地，所述原料PVA的水解度为87-89％。

本发明还提供了上述PVA/HCD纳米复合纤维的制备方法，其包括如下步骤：将原料投入水中配成混合水溶液，混合水溶液经静电纺丝工艺制备出PVA/HCD纳米复合纤维。

可选地，所述PVA/HCD纳米复合纤维的直径通过调整电压、针头到平板接收屏之间的距离、混合水溶液流速、注射针筒的容积和针头内径来实现。

可选地，所述静电纺丝工艺中注射针筒的容积为5-20mL,针头内径为0.8-0.9mm，电压为25-30kV，针头到平板接收屏之间的距离为10-20cm，混合水溶液流速为0.5-0.7mL/h。

本发明还提供了一种膜布，所述膜布由上述PVA/HCD纳米复合纤维加工获得。