一種管道除菌過濾膜制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)屬于過濾膜制備領(lǐng)域，具體涉及一種管道除菌過濾膜，過濾膜由含銀抗菌劑的聚合物A纖維和含鋅抗菌劑的聚合物B纖維互相交錯組成，制備方法是選擇兩種能夠通過靜電紡技術(shù)制備出納米纖維的聚合物，分別與銀抗菌劑、鋅抗菌劑及溶劑配制成兩種紡絲溶液，采用平行電紡，旋轉(zhuǎn)接收裝置的方式得到復(fù)合納米纖維膜。本發(fā)明專利技術(shù)制備的過濾膜具有過濾面積大、阻力小、抗腐蝕、耐高溫、強度高、可再生、抗菌效果好的優(yōu)點，制備方法簡單，成本低廉，對設(shè)備要求低，適合規(guī)模化生產(chǎn)。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于過濾膜制備領(lǐng)域，具體涉及一種管道除菌過濾膜。
技術(shù)介紹
近年來，過濾防護(hù)材料在空氣凈化、水凈化和廢棄物排放等工業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)發(fā)揮著重要的作用，已成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)不可缺少的一個部分。隨著生物、醫(yī)藥、環(huán)保等各個領(lǐng)域的發(fā)展，對過濾防護(hù)材料的過濾精度和防護(hù)效果提出了更高的要求。制備高效過濾介質(zhì)最直接的方法就是在過濾材料中使用納米尺寸的纖維。靜電紡絲技術(shù)是新興的制造納米纖維的重要技術(shù)之一，其制造裝備簡單、操作方便，制造成本廉價、取材便宜、產(chǎn)品具有可控性，可實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)等優(yōu)點，成為眾人熱衷的對象。用靜電紡絲法制得的纖維比傳統(tǒng)紡絲方法細(xì)得多，直徑一般在數(shù)十納米到數(shù)百納米之間，所紡納米纖維具有較高的比表面積、孔隙率、纖維的精細(xì)程度與均一性高、長徑比大等優(yōu)點。在生物醫(yī)學(xué)組織工程材料、過濾材料、催化劑載體材料等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用。抗菌材料的抗菌效果取決于材料中添加的抗菌劑的類型和用量。抗菌劑根據(jù)其材料的不同，可分為有機抗菌劑和無機抗菌劑兩種類型，有機抗菌劑為傳統(tǒng)的抗菌劑,在醫(yī)療領(lǐng)域及各工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用；無機抗菌劑通過將抗菌成分Ag，Zn等的離子及其化合物結(jié)合于無機材料而得。與有機抗菌劑相比，無機抗菌劑有高的安全性、持久性、抗菌廣譜性、耐熱性等優(yōu)點，因而在各類材料中得到廣泛應(yīng)用。聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethylene)，一般稱作“不粘涂層”或“易潔鑊物料”，是一種使用了氟取代聚乙烯中所有氫原子的人工合成高分子材料。這種材料具有抗酸抗堿、抗各種有機溶劑的特點，幾乎不溶于所有的溶劑。同時，聚四氟乙烯具有耐高溫的特點，它的摩擦系數(shù)極低，所以可作潤滑作用之余，亦成為了易潔鑊和水管內(nèi)層的理想涂料。聚四氟乙烯可采用壓縮或擠出加工成型；也可制成水分散液，用于涂層、浸漬或制成纖維。聚四氟乙烯在原子能、國防、航天、電子、電氣、化工、機械、儀器、儀表、建筑、紡織、金屬表面處理、制藥、醫(yī)療、紡織、食品、冶金冶煉等工業(yè)中廣泛用作耐高低溫、耐腐蝕材料，絕緣材料，防粘涂層等，使之成為不可取代的產(chǎn)品。
技術(shù)實現(xiàn)思路
針對現(xiàn)有過濾膜過濾效率低、過濾阻力高、抗菌性差的問題，本專利技術(shù)的目的在于提供一種過濾面積大、阻力小、抗腐蝕、耐高溫、強度高、可再生、抗菌效果好的管道除菌過濾膜材料。本專利技術(shù)通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)所述目的：一種管道除菌過濾膜，它由含銀抗菌劑的聚合物A纖維和含鋅抗菌劑的聚合物B纖維互相交錯組成，纖維直徑為100-800nm，銀抗菌劑的粒徑為2-20nm，鋅抗菌劑的粒徑為2-15nm。進(jìn)一步，所述的含銀抗菌劑為納米銀單質(zhì)、氧化銀、磺胺嘧啶銀中的一種或幾種。進(jìn)一步，所述的聚合物A為聚四氟乙烯，分子量Mw＝5×104-1×107g/mol。進(jìn)一步，所述的含鋅抗菌劑為鉬酸鋅、氧化鋅中的一種或兩種。進(jìn)一步，所述的聚合物B為聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯腈(PAN)、尼龍-6(PA-6)、聚丙烯(PP)、聚酰亞胺(PI)中的一種。一種管道除菌過濾膜的制備方法，包括如下步驟：(1)含銀抗菌劑聚合物A紡絲溶液的配制(a)將聚合物A溶于三氟化氯或五氟化氯溶劑中，在100～150℃下攪拌15～20h，配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5～15％的聚合物A溶液；(b)將銀抗菌劑加入到聚合物A溶液中，抗菌劑與聚合物A溶液的質(zhì)量比為(0.1～1):100，磁力攪拌8～12h，超聲脫泡20～30min，得到均勻透明的含銀抗菌劑聚合物A紡絲溶液；(2)含鋅抗菌劑聚合物B紡絲溶液的配制(c)將聚合物B溶于有機溶劑中，在60～100℃下攪拌15～20h，配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5～12％的聚合物B溶液；(d)將鋅抗菌劑加入到聚合物B溶液中，抗菌劑與聚合物B溶液的質(zhì)量比為(0.5～1.5):100，磁力攪拌8～12h，超聲脫泡20～30min，得到均勻透明的含鋅抗菌劑聚合物B紡絲溶液；(3)靜電紡絲制備納米纖維膜將含銀抗菌劑聚合物A溶液和含鋅抗菌劑聚合物B溶液分別注入紡絲注射器，擺放于紡絲設(shè)備內(nèi)，并排電紡，調(diào)整電壓為10～50kV；兩個獨立的噴絲頭到接收裝置的距離為10～30cm；噴絲頭紡絲溶液的流量為1～3mL/h，接收裝置的旋轉(zhuǎn)速度為20～100rad/min，同時啟動兩臺紡絲裝置和旋轉(zhuǎn)的接收裝置進(jìn)行靜電紡絲，在旋轉(zhuǎn)的接收裝置上收集到厚度為50～500μm的納米纖維無紡布。具體地，步驟(c)中所述的有機溶劑為三氟乙酸(TFA)、二甲基亞砜(DMSO)、甲酸(FA)、N,N-二甲基甲酰胺中(DMF)的一種或幾種混合。本專利技術(shù)的有益效果：(1)本專利技術(shù)采用兩個紡絲裝置共同紡絲，可以將多種性能優(yōu)異的聚合物纖維交錯混合在一起，纖維與纖維互相均勻交錯，保證了纖維膜受力的均勻性，降低膜的過濾阻力，旋轉(zhuǎn)的接收裝置有利于纖維的取向拉伸，提高纖維的結(jié)晶度，從而提高纖維膜的強度。(2)本專利技術(shù)添加的無機抗菌粒子均一分布于納米纖維表面，比表面積增加，能夠有效提高抗菌粒與細(xì)菌的接觸面積，有效提高膜的抗菌能力。(3)本專利技術(shù)的制備方法簡單，成本低廉，對設(shè)備要求低，適合規(guī)模化生產(chǎn)。附圖說明圖1是本專利技術(shù)實施過程中使用的裝置示意圖；圖2是按本專利技術(shù)實施例1的納米纖維SEM圖；圖3是按本專利技術(shù)實施例1的納米纖維TEM圖。具體實施方式現(xiàn)在結(jié)合實施例對本專利技術(shù)作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。實施例1含銀抗菌劑聚四氟乙烯紡絲溶液的配制(1)將分子量Mw＝5×104g/mol聚四氟乙烯溶于三氟化氯溶劑中，在100℃下攪拌20h，配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％的聚四氟乙烯溶液；(2)將粒徑為6-10nm的納米銀抗菌劑加入到聚四氟乙烯溶液中，抗菌劑與聚四氟乙烯溶液的質(zhì)量比為0.5:100，磁力攪拌8h，超聲脫泡20min，得到均勻透明的聚四氟乙烯紡絲溶液；含鋅抗菌劑聚合物B紡絲溶液的配制(1)將聚丙烯腈溶于N,N-二甲基甲酰胺溶劑中，在60℃下攪拌15h，配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％的聚丙烯腈溶液；(2)將粒徑為2-8nm的鉬酸鋅抗菌劑加入到聚丙烯腈溶液中，抗菌劑與聚丙烯腈溶液的質(zhì)量比為1:100，磁力攪拌8h，超聲脫泡30min，得到均勻透明的聚丙烯腈紡絲溶液；靜電紡絲制備納米纖維膜將上述兩種紡絲溶液分別注入紡絲注射器(9#針頭)，擺放于紡絲設(shè)備內(nèi)，并排電紡，如圖1所述，調(diào)整聚四氟乙烯紡絲電壓為15kV，噴絲頭紡絲溶液的流量為1mL/h；聚丙烯腈紡絲電壓為10kV，噴絲頭紡絲溶液的流量為1.5mL/h；兩個獨立的噴絲頭到接收裝置的距離為10cm；接收裝置的旋轉(zhuǎn)速度為20rad/min同時啟動兩臺紡絲裝置和旋轉(zhuǎn)的接收裝置進(jìn)行靜電紡絲，在旋轉(zhuǎn)的接收裝置上收集到直徑為400nm，厚度為50μm的納米纖維無紡布。纖維的表面形貌如圖2、圖3的掃描電鏡和透射電鏡所示。實施例2-6與實施例1基本相同，不同之處在于表1。表1采用本領(lǐng)域通用的測試方法對實施例和對比例制得的纖維膜進(jìn)行抗菌效果，拉伸強度，扯斷伸長率測試，測試結(jié)果如表2。表2以上述依據(jù)本專利技術(shù)的理想實施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項專利技術(shù)技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項專利技術(shù)的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種管道除菌過濾膜，其特征在于，它由含銀抗菌劑的聚合物A纖維和含鋅抗菌劑的聚合物B纖維互相交錯組成，纖維直徑為100?800?nm，銀抗菌劑的粒徑為2?20?nm，鋅抗菌劑的粒徑為2?15?nm。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種管道除菌過濾膜，其特征在于，它由含銀抗菌劑的聚合物A纖維和含鋅抗菌劑的聚合物B纖維互相交錯組成，纖維直徑為100-800nm，銀抗菌劑的粒徑為2-20nm，鋅抗菌劑的粒徑為2-15nm。2.如權(quán)利要求1所述的一種管道除菌過濾膜，其特征在于，所述銀抗菌劑為納米銀單質(zhì)、氧化銀、磺胺嘧啶銀中的一種或幾種。3.如權(quán)利要求1所述的一種管道...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：金建平，陳新陽，金岳仁，
申請(專利權(quán))人：江蘇中纖管道設(shè)備有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：江蘇;32