[发明专利]纳米二氧化钛静电纺丝薄膜及其制备方法

说明书

本发明涉及纳米二氧化钛静电纺丝薄膜及其制备方法，其包括以下步骤：①制备纺丝液：将季铵基类的阳离子表面活性剂溶解在二甲基甲酰胺中；将苯甲酸溶解在获得的溶液中；最后加入聚偏氟乙烯或聚丙交酯，搅拌以去除高分子聚合物，得到纺丝液；②制备静电纺丝薄膜：使用纺丝液进行静电纺丝得到静电纺丝薄膜，再将获得的静电纺丝薄膜浸泡在水中；将纳米二氧化钛与聚乙烯醇混合并添加至前述水中形成溶液，并将获得的静电纺丝薄膜在溶液中溶出，得到多孔的负载纳米二氧化钛的纤维薄膜。该静电纺丝薄膜能够提高紫外线吸收率，该方法的成本低、纤维产率高、在自然环境中易降解、纤维比表面积大并且适用性广泛。

技术领域

本发明涉及静电纺丝薄膜技术领域，更具体地，涉及纳米二氧化钛合成静电纺丝薄膜及其制备方法。

背景技术

随着时代发展，人们在室内的活动时间越来越长，对室内的环境要求越来越高。普通玻璃透光性强，但无法吸收紫外线，透过的紫外线对人的皮肤有较大的危害，例如使皮肤老化产生皱纹、产生斑点、造成皮肤粗糙或引起皮肤炎症，甚至引发皮肤癌等疾病。并且由于工业发展带来的环境污染，大气臭氧层遭到越来越严重的破坏，进而导致太阳光中辐射到地面的紫外线也逐渐增加。这也会导致汽车内饰和房屋内饰在短期内老化、褪色，最终影响人们的使用。

现有技术中，可以在玻璃表面上添加一层吸收紫外线的纳米二氧化钛涂层，以减少紫外线对人体和家具等的影响。但是，这种纳米二氧化钛涂层的玻璃存在成本高、容易变色或失透以及耐候性差等缺点。

发明内容

针对上述现有的紫外线吸收玻璃存在的缺点，本发明所要解决的技术问题是针对上述的技术现状而提供一种吸收紫外线的静电纺丝薄膜，以及提供一种制备该吸收紫外线的静电纺丝薄膜的方法。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案包括以下步骤：

纺丝液的制备：1.提供二甲基甲酰胺(DMF)，聚偏氟乙烯(PVDF-HFP)或聚丙交酯(PLA)，季铵基类的阳离子表面活性剂(如：十二烷基二甲基苄基氯化铵(BZK)、苄基三乙基氯化铵(BTEAC)、十二烷基二甲基苄基溴化铵、十二烷基二甲基苯氧乙基溴化铵、双十烷基二甲基氯化铵、N,N-二(3-氨基丙基)十二烷基胺等)，苯甲酸；2.将1～5g BZK或BTEAC溶解在1～1.5L DMF中；3.将3～10g苯甲酸溶解在上述获得的溶液中，因为苯甲酸比较难容，因此在溶解过程中可以使用超声辅助；4.最后加入150～250g聚偏氟乙烯(PVDF-HFP)或聚丙交酯(PLA)，搅拌，例如一晚上，以去除所有高分子聚合物，从而得到用于静电纺丝的纺丝液。

吸收紫外线的静电纺丝薄膜的制备：使用上述纺丝液进行静电纺丝得到静电纺丝薄膜，再将获得的静电纺丝薄膜浸泡在水中；将纳米二氧化钛与聚乙烯醇混合并添加至前述水中形成制孔剂溶液，并将获得的静电纺丝薄膜在制孔剂溶液中溶出，过滤后并烘干后得到多孔的负载纳米二氧化钛的纤维薄膜，其中聚乙烯醇为制孔剂。

当使用聚丙交酯时，可以获得一种吸收紫外线的可降解静电纺丝薄膜。

优选地，纳米二氧化钛颗粒的纯度99.3wt％以上，并且其粒径为5-10nm。

优选地，在制孔剂溶液中聚乙烯醇的质量百分数为20-80wt％。

优选地，静电纺丝的条件如下：纺丝电压为10～35KV，负压为0～10KV，针头大小为18～22G；针头与接收平台的距离为15～20cm；喷射速率为0.5～1mL/h；推进量的范围为3～7mL。

进一步地，在安装到静电纺丝设备之前，对无纺布进行预处理。预处理的过程如下：室温下在纺丝液的溶剂中浸渍无纺布0.5～2min。

优选地，上述浸泡的时间为12h-18h。

优选地，纺丝薄膜的孔径为5-10纳米。