本發(fā)明涉及可降解材料，尤其涉及一種可降解纖維復(fù)合過濾材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
1、目前，常用的醫(yī)用和衛(wèi)生護(hù)理無紡布、空氣過濾凈化用無紡布、日常生活一次性用品用無紡布等產(chǎn)品，通常都是采用石油原料合成的聚丙烯、尼龍、聚乙烯等制造，上述材料不可生物降解，疏水性較低、易吸濕造成纖維孔堵塞、透氣性較差，降解周期長達(dá)50年以上，不僅消耗石油資源，而且使用丟棄后容易造成環(huán)境污染。同時，這類材料制造的產(chǎn)品自身不具有抗菌性，使用過程中易滋生細(xì)菌。
2、聚乳酸是目前正在大力開發(fā)的一種可以替代聚丙烯的潛在材料，但是其原料是采用糧食發(fā)酵制造的，來源受限，價格偏高。
3、ppc-p是采用二氧化碳為原料與環(huán)氧丙烷和鄰苯二甲酸酐合成的聚酯材料，材料中二氧化碳質(zhì)量占比超過了40％，不僅消耗溫室氣體二氧化碳，而且使用后可完全生物降解，其相對于pla成本更低，是未來可潛在規(guī)?；褂玫木郾┨娲牧现?。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、有鑒于此，本發(fā)明提供了一種可降解纖維復(fù)合過濾材料的制備方法，該方法制備的材料由三層復(fù)合結(jié)構(gòu)組成，具有過濾作用、超疏水功能、持久抗菌性能和可生物降解性能。
2、本發(fā)明中可降解纖維復(fù)合過濾材料的制備方法，包括以下步驟：
3、(1)ppc-p改性：將ppc-p烘干，然后將其與高分子抗菌劑混合均勻，并進(jìn)行熔融共混、擠出、冷卻、造粒，得到改性的ppc-p紡絲原料(mppc-p)；
4、所述ppc-p的具體結(jié)構(gòu)如式(1)，所述高分子抗菌劑的結(jié)構(gòu)如式(2)：
5、
6、
7、(2)抗菌疏水紡粘纖維制造：將mppc-p和疏水改性納米二氧化鈦混合均勻后，進(jìn)行熔融紡絲，得到抗菌疏水紡粘纖維；
8、(3)靜電紡抗菌納米纖維制造：將ppc-p和高分子抗菌劑混合，加入二氯甲烷與丙酮的混合溶劑中，得到濃度為5～10wt％的紡絲溶液，然后采用所述紡絲溶液進(jìn)行靜電紡絲得到靜電紡抗菌納米纖維；
9、(4)按照抗菌疏水紡粘纖維、靜電紡抗菌納米纖維、抗菌疏水紡粘纖維自下而上進(jìn)行平鋪堆疊，然后采用轉(zhuǎn)輥熱壓合，得到所述可降解纖維復(fù)合過濾材料。
10、優(yōu)選的，步驟(1)所述烘干的溫度為50～70℃，烘干的時間為5～8h。
11、優(yōu)選的，步驟(1)所述ppc-p與高分子抗菌劑的質(zhì)量比例為100：0.5～10。
12、優(yōu)選的，步驟(1)所述熔融共混的進(jìn)料段溫度為35～50℃、熔融共混段溫度為150～200℃、擠出口模溫度為150℃。
13、優(yōu)選的，步驟(2)所述疏水改性納米二氧化鈦的制備方法為：將納米二氧化鈦粉末分散在質(zhì)量濃度為0.1％～2％的改性劑的無水異丙醇溶液中，然后在50～70℃條件下邊攪拌邊反應(yīng)4～8h，隨后在50℃減壓蒸發(fā)除去溶劑，并在80～100℃條件下干燥2～6h，最后進(jìn)一步的研磨和篩分，制備得到表面疏水改性的納米二氧化鈦；
14、所述改性劑為全氟癸基三甲氧基硅烷或全氟壬基三甲氧基硅烷中的至少一種；
15、所述納米二氧化鈦粉末與改性劑的無水異丙醇溶液的質(zhì)量體積比為3g：1ml～3g：2ml；
16、所述疏水改性納米二氧化鈦的粒徑為20～100nm。
17、優(yōu)選的，步驟(2)所述mppc-p和疏水改性納米二氧化鈦的質(zhì)量比例為100：1～10。
18、優(yōu)選的，步驟(2)所述熔融紡絲的進(jìn)料段溫度為35～50℃、熔融共混段溫度為140～170℃、彎管溫度為150～160℃、紡絲組件溫度為160～170℃。
19、優(yōu)選的，步驟(3)所述ppc-p和高分子抗菌劑的質(zhì)量比例為95～100:0～5；所述二氯甲烷與丙酮的體積比為1:1。
20、優(yōu)選的，步驟(3)所述靜電紡絲的紡絲電極電壓值為25～30kv、接收距離為10～15cm、每個噴絲孔的平均液體流速為0.5～2ml/h。
21、采用上述方法制備的可降解纖維復(fù)合過濾材料，包含三層結(jié)構(gòu)，由下至上依次為第一抗菌疏水紡粘纖維、靜電紡抗菌納米纖維、第二抗菌疏水紡粘纖維；
22、所述第一抗菌疏水紡粘纖維的用量為5～30g/m2，所述靜電紡抗菌納米纖維的用量為2～15g/m2，所述第二抗菌疏水紡粘纖維的用量為5～30g/m2。
23、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
24、1、本發(fā)明的可降解纖維復(fù)合過濾材料內(nèi)外表層中的纖維除了具有過濾作用外，還具有超疏水的功能，可防止外界水汽進(jìn)入和在纖維層中的截留，從而可避免傳統(tǒng)過濾材料使用過程中因水汽堵塞過濾孔而造成過濾效率下降的缺陷；
25、2、本發(fā)明的可降解纖維復(fù)合過濾材料中間層中的纖維具有納米級直徑和納米級孔徑結(jié)構(gòu)，可實現(xiàn)100nm以上直徑顆粒物的有效過濾(過濾效率>99％)，從而避免傳統(tǒng)過濾材料對亞微米級病毒和細(xì)菌顆粒物過濾效率不足的缺陷；
26、3、本發(fā)明的可降解纖維復(fù)合過濾材料的內(nèi)層、中層和外層纖維中均含有通過化學(xué)鍵鏈接的高分子抗菌劑，可實現(xiàn)三層可降解纖維復(fù)合過濾材料的持久抗菌，可保持長效抗菌，在醫(yī)療、衛(wèi)生、護(hù)理等產(chǎn)品生產(chǎn)過程中可避免消毒工序，提高產(chǎn)品生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，實現(xiàn)持久抗菌功能，延長產(chǎn)品使用周期時長，減少產(chǎn)品消耗總量，達(dá)到減碳目的。
27、4、本發(fā)明的可降解纖維復(fù)合過濾材料所使用的全部原料和添加劑均為可完全生物降解材料，且所有材料均來源于二氧化碳合成樹脂，一方面可有利于實現(xiàn)二氧化碳廢氣資源的循環(huán)利用，另一方面使用完后可完全生物降解為二氧化碳和水，從而避免傳統(tǒng)聚丙烯等纖維的不可生物降解而造成的環(huán)境污染弊端。
28、5、本發(fā)明的可降解纖維復(fù)合過濾材料原料中添加有光催化作用的二氧化鈦，可通過二氧化鈦添加比例來調(diào)節(jié)使用丟棄后的降解周期，可降解纖維復(fù)合過濾材料的降解周期可調(diào)控，從而可避免常規(guī)可降解樹脂降解周期不可控，降解后產(chǎn)生大量的微米級塑料顆粒，形成二次環(huán)境污染的弊端。
1.一種可降解纖維復(fù)合過濾材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可降解纖維復(fù)合過濾材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述烘干的溫度為50～70℃，烘干的時間為5～8h。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可降解纖維復(fù)合過濾材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述ppc-p與高分子抗菌劑的質(zhì)量比例為100：0.5～10。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可降解纖維復(fù)合過濾材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述熔融共混的進(jìn)料段溫度為35～50℃、熔融共混段溫度為150～200℃、擠出口模溫度為150℃。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可降解纖維復(fù)合過濾材料的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述疏水改性納米二氧化鈦的制備方法為：將納米二氧化鈦粉末分散在質(zhì)量濃度為0.1％～2％的改性劑的無水異丙醇溶液中，然后在50～70℃條件下邊攪拌邊反應(yīng)4～8h，隨后在50℃減壓蒸發(fā)除去溶劑，并在80～100℃條件下干燥2～6h，最后進(jìn)一步的研磨和篩分，制備得到表面疏水改性的納米二氧化鈦；
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可降解纖維復(fù)合過濾材料的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述mppc-p和疏水改性納米二氧化鈦的質(zhì)量比例為100：1～10。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可降解纖維復(fù)合過濾材料的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述熔融紡絲的進(jìn)料段溫度為35～50℃、熔融共混段溫度為140～170℃、彎管溫度為150～160℃、紡絲組件溫度為160～170℃。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可降解纖維復(fù)合過濾材料的制備方法，其特征在于，步驟(3)所述ppc-p和高分子抗菌劑的質(zhì)量比例為95～100:0～5；所述二氯甲烷與丙酮的體積比為1:1。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可降解纖維復(fù)合過濾材料的制備方法，其特征在于，步驟(3)所述靜電紡絲的紡絲電極電壓值為25～30kv、接收距離為10～15cm、每個噴絲孔的平均液體流速為0.5～2ml/h。
10.一種采用權(quán)利要求1～9任意一種方法制備的可降解纖維復(fù)合過濾材料，其特征在于，所述可降解纖維復(fù)合過濾材料包含三層結(jié)構(gòu)，由下至上依次為第一抗菌疏水紡粘纖維、靜電紡抗菌納米纖維、第二抗菌疏水紡粘纖維；