本發(fā)明涉及一本發(fā)明屬于納米纖維領(lǐng)域，一種具備防水功能的駐極納米纖維空氣過(guò)濾材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

目前空氣過(guò)濾材料成為應(yīng)對(duì)霧霾的有效手段，尤其是駐極空氣過(guò)濾材料，依靠電荷對(duì)顆粒物的吸附作用，可在保持壓阻不上升的前提下大大提升材料的過(guò)濾效率。現(xiàn)有涉及駐極空氣過(guò)濾材料的技術(shù)主要包括《一種熔噴聚丙烯駐極體過(guò)濾材料的制備方法》(CN201010241769.4)、《一種復(fù)合駐極體纖維過(guò)濾材料》(CN200710069267.6)、《一種駐極體空氣過(guò)濾材料》(CN200710069268.0)、《一種靜電駐極空氣過(guò)濾材料》(CN201520532145.6)等，上述技術(shù)制備的纖維多是在微米級(jí)，纖維比表面積小、孔徑大，過(guò)濾效率低，且駐極性能的賦予均是采用后處理的方法，駐極深度淺，材料在高濕環(huán)境下使用時(shí)會(huì)發(fā)生電荷的快速耗散，導(dǎo)致駐極性能的衰減和過(guò)濾性能的驟降，喪失空氣過(guò)濾材料的使用性能，因此亟需一種具備防水功能的駐極納米纖維空氣過(guò)濾材料及其制備方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有駐極空氣過(guò)濾材料過(guò)濾效率低、使用過(guò)程中駐極性能易受濕度影響而衰減的缺點(diǎn)，提供一種具備防水功能的駐極納米纖維空氣過(guò)濾材料及其制備方法。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種具備防水功能的駐極納米纖維空氣過(guò)濾材料，其特征在于，包括基材和設(shè)于基材之上的納米纖維膜，納米纖維膜中的納米纖維中分布有駐極功能物質(zhì)，納米纖維為多層結(jié)構(gòu)，最外層含有疏水性的聚合物。

優(yōu)選地，所述的納米纖維的各層從內(nèi)到外依次設(shè)置，除最內(nèi)層外，各層截面為環(huán)形，每一層均含有聚合物，每一層中的聚合物具有不同的重均分子量。

更優(yōu)選地，所述的納米纖維的各層中的聚合物具有抗菌性能、高強(qiáng)性能、高模性能、抗彎曲性能和彈性性能中的至少一種。

優(yōu)選地，所述的具備防水功能的駐極納米纖維空氣過(guò)濾材料的表面電勢(shì)為0.02～10kV，對(duì)水的接觸角為100～160°，對(duì)0.3～10μm顆粒的過(guò)濾效率為80～100％，阻力壓降為10～100Pa。

優(yōu)選地，所述的基材克重為10～300g/m²，材質(zhì)為聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯/聚乙烯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、錦綸、纖維素、聚丙烯腈、聚氯乙烯、或金屬，基材平均孔徑為0.6～4mm，孔隙率為30～80％。

優(yōu)選地，所述的納米纖維膜的孔隙率為60～99.99％，平均孔徑為1～10μm，克重為0.01～70g/m²，堆積密度為0.006～0.084g/cm³。

優(yōu)選地，所述的納米纖維為圓形，層數(shù)為2～5，纖維直徑為0.1～10μm，除最內(nèi)層外，各層的寬度為0.005～0.018μm。

優(yōu)選地，所述的納米纖維的各層的聚合物為氟化乙丙烯共聚物、聚全氟乙丙烯、聚丙烯、可溶性聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚乙烯醇縮丁醛、聚苯乙烯、聚酯、聚醋酸乙烯、尼龍6、尼龍66、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯胺、聚氧化乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯腈、聚己內(nèi)酯、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯、聚四氟乙烯、聚乙二醇、聚氨酯、聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚偏氟乙烯-四氟乙烯-全氟甲基乙烯基醚和聚偏氟乙烯-三氟氯乙烯中的一種或以上。

優(yōu)選地，所述的納米纖維最外層含有的聚合物的重均分子量為1～10萬(wàn)道爾頓，其余各層含有的聚合物的重均分子量由外向內(nèi)依次遞增，每一層含有的聚合物的重均分子量較與之相鄰位于其外側(cè)的層含有的聚合物的重均分子量增加50～200％。

優(yōu)選地，所述的駐極功能物質(zhì)為羥基磷灰石、聚四氟乙烯、氮化硅、二氧化硅、勃姆石、三氧化二鋁、氧化鋅、氧化鋇、二氧化鈦、五氧化二鉭、鈦酸鋇、鋯鈦酸鉛、電氣石和倍半硅氧烷中的至少一種，粒徑為0.01～3μm。

本發(fā)明還提供了上述的具備防水功能的駐極納米纖維空氣過(guò)濾材料的制備方法，其特征是，包括以下步驟：

步驟1：配制溶液，將駐極功能物質(zhì)分散于溶劑中，形成分散液，超聲攪拌后，加入具有不同重均分子量的聚合物，攪拌一定時(shí)間后形成均勻的溶液；

步驟2：將基材置于接收裝置上，將步驟1制得的溶液置于儲(chǔ)液裝置中，調(diào)整靜電紡絲參數(shù)，進(jìn)行靜電紡絲。

優(yōu)選地，所述的駐極功能物質(zhì)為羥基磷灰石、聚四氟乙烯、氮化硅、二氧化硅、勃姆石、三氧化二鋁、氧化鋅、氧化鋇、二氧化鈦、五氧化二鉭、鈦酸鋇、鋯鈦酸鉛、電氣石和倍半硅氧烷中的至少一種，粒徑為0.01～3μm，含量為0.01～20wt％。

優(yōu)選地，所述的溶劑為甲酸、四氫呋喃、水、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、丙酮、氯仿、甲酚、二甲基亞砜、甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、異丁醇、甲苯、N-甲基吡咯烷酮、甲乙酮和甲基乙基酮中的一種或以上。

優(yōu)選地，所述的超聲攪拌的超聲時(shí)間為5～60min，攪拌時(shí)間為1～50h。

優(yōu)選地，所述的聚合物為氟化乙丙烯共聚物、聚全氟乙丙烯、聚丙烯、可溶性聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚乙烯醇縮丁醛、聚苯乙烯、聚酯、聚醋酸乙烯、尼龍6、尼龍66、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯胺、聚氧化乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯腈、聚己內(nèi)酯、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯、聚四氟乙烯、聚乙二醇、聚氨酯、聚砜、聚醚砜、聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚偏氟乙烯-四氟乙烯-全氟甲基乙烯基醚和聚偏氟乙烯-三氟氯乙烯中的一種或以上。

優(yōu)選地，所述的聚合物的種類(lèi)為2～5，各聚合物中最低的重均分子量為1～10萬(wàn)道爾頓，其余各聚合物的重均分子量遞增幅度為50～200％，攪拌一定時(shí)間后形成均勻的溶液的攪拌時(shí)間為1～50h。

優(yōu)選地，所述的溶液中各聚合物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同，為8～40wt％。

優(yōu)選地，所述的靜電紡絲參數(shù)為電壓10～100kV，接收距離5～150cm，灌注速度0.1～10mL/h，滾筒轉(zhuǎn)速20～200r/min，溫度10～40℃，濕度10～99％，時(shí)間10～300min。

優(yōu)選地，所述的接收裝置包括：包括滾筒，基材置于滾筒上，滾筒的表面設(shè)有多個(gè)空心狀的凸起，凸起的一面與滾筒接觸，與滾筒的接觸面能夠連通至滾筒內(nèi)部，該面的對(duì)立面封閉，除此兩面外，其他面上設(shè)有孔，滾筒的內(nèi)部為空心結(jié)構(gòu)，一端連接有高溫蒸汽發(fā)生裝置，另一端封閉，將刻蝕蒸汽從高溫蒸汽發(fā)生裝置送入滾筒，使蒸汽從凸起上的孔排出。

優(yōu)選地，所述的滾筒的橫截面為圓形，截面積為100～1000cm²，長(zhǎng)度L1為30～100cm，材質(zhì)為鐵、鋁、銅或其他導(dǎo)電材料；滾筒的筒壁厚度T1為2～20cm；所述的凸起規(guī)則排列在滾筒的表面，凸起的形狀為三棱柱、正方體、長(zhǎng)方體或圓柱體，材質(zhì)與滾筒相同；所述的凸起的高度H為0.5～2mm，截面積為0.25～9mm²，厚度T2為0.1～0.5mm，相鄰兩個(gè)凸起在滾筒上的間距D為0.5～1mm；所述的孔的形狀為圓形、正方形、長(zhǎng)方形或三角形，面積為0.01～1mm²。

本發(fā)明在靜電紡絲過(guò)程中將具有不同重均分子量的聚合物混合在一起，利用聚合物重均分子量的差異性，使同一噴頭中噴出的聚合物溶液原位形成多層的納米纖維，重均分子量越小，則該組份越傾向分布于外層。各組分均負(fù)載有駐極功能物質(zhì)，且最外層具備疏水性，最內(nèi)層具備高強(qiáng)性能，使該空氣過(guò)濾材料具備防水功能和良好的力學(xué)性能，從而可在濕度較大的環(huán)境中保持駐極性能和過(guò)濾性能的穩(wěn)定性。本發(fā)明的制備方法簡(jiǎn)單、生產(chǎn)效率高，所制備的材料表面電勢(shì)為0.02～10kV，對(duì)水的接觸角為100～160°，對(duì)0.3～10μm顆粒的過(guò)濾效率為80～100％，阻力壓降為10～100Pa，在空氣過(guò)濾領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

(1)利用聚合物重均分子量的差異性，使同一噴頭中噴出的聚合物溶液原位形成截面具有環(huán)形結(jié)構(gòu)的納米纖維，可同時(shí)利用多種聚合物的優(yōu)良特性。

(2)利用最外層納米纖維的疏水性能，使空氣過(guò)濾材料具備防水性，有效減少電荷耗散，保持駐極性能和過(guò)濾性能的穩(wěn)定性。

(3)利用納米纖維的高比表面積，使材料兼具高效率和低壓阻的空氣過(guò)濾性能。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明納米纖維的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為靜電紡絲接收裝置示意圖。

圖3為凸起放大圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書(shū)所限定的范圍。

實(shí)施例1

如圖2所示，為靜電紡絲接收裝置示意圖，所述的接收裝置包括：包括滾筒1，基材置于滾筒1上，滾筒1的表面設(shè)有多個(gè)空心狀的凸起2，凸起2的一面與滾筒1接觸，與滾筒1的接觸面能夠連通至滾筒1內(nèi)部，該面的對(duì)立面封閉，除此兩面外，其他面上設(shè)有孔，滾筒1的內(nèi)部為空心結(jié)構(gòu)，一端連接有高溫蒸汽發(fā)生裝置，另一端封閉，將刻蝕蒸汽從高溫蒸汽發(fā)生裝置送入滾筒1，使蒸汽從凸起2上的孔排出。

所述的滾筒1的橫截面為圓形，截面積為100cm²，長(zhǎng)度L1為30cm，材質(zhì)為鐵；滾筒1的筒壁厚度T1為2cm；所述的凸起2規(guī)則排列在滾筒1的表面，凸起2的形狀為三棱柱，材質(zhì)與滾筒1相同；所述的凸起2的高度H為0.5mm，截面積為0.25mm²，厚度T2為0.1mm，相鄰兩個(gè)凸起2在滾筒1上的間距D為0.5mm。所述的孔的形狀為正方形，面積為0.01mm²。

實(shí)施例2

如圖2所示，為靜電紡絲接收裝置示意圖，所述的接收裝置包括：包括滾筒1，基材置于滾筒1上，滾筒1的表面設(shè)有多個(gè)空心狀的凸起2，凸起2的一面與滾筒1接觸，與滾筒1的接觸面能夠連通至滾筒1內(nèi)部，該面的對(duì)立面封閉，除此兩面外，其他面上設(shè)有孔，滾筒1的內(nèi)部為空心結(jié)構(gòu)，一端連接有高溫蒸汽發(fā)生裝置，另一端封閉，將刻蝕蒸汽從高溫蒸汽發(fā)生裝置送入滾筒1，使蒸汽從凸起2上的孔排出。

所述的滾筒1的橫截面為圓形，截面積為200cm²，長(zhǎng)度L1為40cm，材質(zhì)為銅；滾筒1的筒壁厚度T1為4cm；所述的凸起2規(guī)則排列在滾筒1的表面，凸起2的形狀為三棱柱，材質(zhì)與滾筒1相同；所述的凸起2的高度H為0.6mm，截面積為0.5mm²，厚度T2為0.1mm，相鄰兩個(gè)凸起2在滾筒1上的間距D為0.55mm。所述的孔的形狀為圓形，面積為0.05mm²。

實(shí)施例3

如圖2所示，為靜電紡絲接收裝置示意圖，所述的接收裝置包括：包括滾筒1，基材置于滾筒1上，滾筒1的表面設(shè)有多個(gè)空心狀的凸起2，凸起2的一面與滾筒1接觸，與滾筒1的接觸面能夠連通至滾筒1內(nèi)部，該面的對(duì)立面封閉，除此兩面外，其他面上設(shè)有孔，滾筒1的內(nèi)部為空心結(jié)構(gòu)，一端連接有高溫蒸汽發(fā)生裝置，另一端封閉，將刻蝕蒸汽從高溫蒸汽發(fā)生裝置送入滾筒1，使蒸汽從凸起2上的孔排出。

所述的滾筒1的橫截面為圓形，截面積為300cm²，長(zhǎng)度L1為60cm，材質(zhì)為鋁；滾筒1的筒壁厚度T1為6cm；所述的凸起2規(guī)則排列在滾筒1的表面，凸起2的形狀為三棱柱，材質(zhì)與滾筒1相同；所述的凸起2的高度H為0.7mm，截面積為1mm²，厚度T2為0.15mm，相鄰兩個(gè)凸起2在滾筒1上的間距D為0.6mm。所述的孔的形狀為三角形，面積為0.1mm²。

實(shí)施例4

如圖2所示，為靜電紡絲接收裝置示意圖，所述的接收裝置包括：包括滾筒1，基材置于滾筒1上，滾筒1的表面設(shè)有多個(gè)空心狀的凸起2，凸起2的一面與滾筒1接觸，與滾筒1的接觸面能夠連通至滾筒1內(nèi)部，該面的對(duì)立面封閉，除此兩面外，其他面上設(shè)有孔，滾筒1的內(nèi)部為空心結(jié)構(gòu)，一端連接有高溫蒸汽發(fā)生裝置，另一端封閉，將刻蝕蒸汽從高溫蒸汽發(fā)生裝置送入滾筒1，使蒸汽從凸起2上的孔排出。

所述的滾筒1的橫截面為圓形，截面積為400cm²，長(zhǎng)度L1為70cm，材質(zhì)為鐵；滾筒1的筒壁厚度T1為8cm；所述的凸起2規(guī)則排列在滾筒1的表面，如圖3所示，凸起2的形狀為正方體，材質(zhì)與滾筒1相同；所述的凸起2的高度H為0.8mm，截面積為2mm²，厚度T2為0.2mm，相鄰兩個(gè)凸起2在滾筒1上的間距D為0.65mm。所述的孔的形狀為長(zhǎng)方形，面積為0.15mm²。

實(shí)施例5

如圖2所示，為靜電紡絲接收裝置示意圖，所述的接收裝置包括：包括滾筒1，基材置于滾筒1上，滾筒1的表面設(shè)有多個(gè)空心狀的凸起2，凸起2的一面與滾筒1接觸，與滾筒1的接觸面能夠連通至滾筒1內(nèi)部，該面的對(duì)立面封閉，除此兩面外，其他面上設(shè)有孔，滾筒1的內(nèi)部為空心結(jié)構(gòu)，一端連接有高溫蒸汽發(fā)生裝置，另一端封閉，將刻蝕蒸汽從高溫蒸汽發(fā)生裝置送入滾筒1，使蒸汽從凸起2上的孔排出。

所述的滾筒1的橫截面為圓形，截面積為500cm²，長(zhǎng)度L1為100cm，材質(zhì)為銅；滾筒1的筒壁厚度T1為10cm；所述的凸起2規(guī)則排列在滾筒1的表面，如圖3所示，凸起2的形狀為正方體，材質(zhì)與滾筒1相同；所述的凸起2的高度H為1.0mm，截面積為3mm²，厚度T2為0.25mm，相鄰兩個(gè)凸起2在滾筒1上的間距D為0.7mm。所述的孔的形狀為正方形，面積為0.2mm²。

實(shí)施例6

如圖1所示，一種具備防水功能的駐極納米纖維空氣過(guò)濾材料，由基材和設(shè)于基材之上的納米纖維膜組成，納米纖維膜中的納米纖維中分布有駐極功能物質(zhì)10，納米纖維為多層結(jié)構(gòu)，最外層含有疏水性的聚合物。所述的納米纖維的各層從內(nèi)到外依次設(shè)置，最內(nèi)層為圓形，其余各層截面為環(huán)形，每一層均含有聚合物，每一層中的聚合物具有不同的重均分子量。

基材為聚丙烯腈材質(zhì)，克重為40g/m²，平均孔徑為1mm，孔隙率為60％。納米纖維膜孔隙率為90％，平均孔徑為3.5μm，克重為15g/m²，堆積密度為0.025g/cm³。

納米纖維中分布的駐極功能物質(zhì)10為勃姆石，粒徑為0.01μm。納米纖維為圓形，層數(shù)為3，纖維直徑為0.1μm，除最內(nèi)層外，各層的寬度為0.005μm。各層含有的聚合物為聚己內(nèi)酯。最外層中的聚合物重均分子量為10萬(wàn)道爾頓，其余各層含有的聚合物的重均分子量依次遞增，每一層含有的聚合物的重均分子量較與之相鄰位于其外側(cè)的層含有的聚合物的重均分子量增加150％。

本發(fā)明還提供了上述的具備防水功能的駐極納米纖維空氣過(guò)濾材料的制備方法，具體步驟為：

步驟1：配制溶液，將駐極功能物質(zhì)勃姆石分散于溶劑四氫呋喃中，形成分散液，超聲20min，攪拌10min后，加入具有不同重均分子量的聚己內(nèi)酯，攪拌一定時(shí)間后形成均勻的溶液，不同重均分子量的聚己內(nèi)酯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同，為25wt％，駐極功能物質(zhì)含量為2wt％；

步驟2：將基材置于實(shí)施例1所述的接收裝置的滾筒1上，將刻蝕蒸汽從高溫蒸汽發(fā)生裝置送入滾筒1，使蒸汽從凸起上的孔排出，刻蝕蒸汽為甲酸，濃度為20％，溫度為120℃，采取連續(xù)送入的方式，連續(xù)送入的時(shí)間為10min，使蒸汽從凸起2上的孔上排出，蒸汽從凸起2的孔中釋放速度為0.5m/s；增加基材表面粗糙度，排出速度依賴(lài)于滾筒截面積、小孔面積和送入速度。步驟3：步驟1制得的溶液置于儲(chǔ)液裝置中，調(diào)整靜電紡絲參數(shù)，靜電紡絲參數(shù)為電壓30kV，接收距離20cm，灌注速度1mL/h，滾筒轉(zhuǎn)速50r/min，溫度25℃，濕度45％，時(shí)間40min，進(jìn)行靜電紡絲，得到具備防水功能的駐極納米纖維空氣過(guò)濾材料。

在20±3℃、45±5％的環(huán)境條件下，利用表面電勢(shì)測(cè)量?jī)x、水接觸角測(cè)量?jī)x、TSI8130型空氣過(guò)濾測(cè)試儀、震蕩法測(cè)試材料性能，所制備材料表面電勢(shì)為0.02kV，對(duì)水的接觸角為100°，對(duì)0.3μm顆粒的過(guò)濾效率為80％，阻力壓降為80Pa，本實(shí)施例利用聚合物本身的優(yōu)良特性，賦予納米纖維材料抗菌性能，對(duì)大腸桿菌的殺菌率為95％，對(duì)金黃色葡萄球菌的殺菌率為99％。

實(shí)施例7

如圖1所示，一種具備防水功能的駐極納米纖維空氣過(guò)濾材料，由基材和設(shè)于基材之上的納米纖維膜組成，納米纖維膜中的納米纖維中分布有駐極功能物質(zhì)10，納米纖維為多層結(jié)構(gòu)，最外層含有疏水性的聚合物。所述的納米纖維的各層從內(nèi)到外依次設(shè)置，最內(nèi)層為圓形，其余各層截面為環(huán)形，每一層均含有聚合物，每一層中的聚合物具有不同的重均分子量。

基材材質(zhì)為錦綸，克重為60g/m²，平均孔徑為2mm，孔隙率為50％。納米纖維膜孔隙率為88％，平均孔徑為4μm，克重為20g/m²，堆積密度為0.03g/cm³，堆積密度為0.006～0.084g/cm³。

納米纖維中分布的駐極功能物質(zhì)10為二氧化硅，粒徑為0.03μm。納米纖維為圓形，層數(shù)為3，纖維直徑為1μm，除最內(nèi)層外，各層的寬度為0.01μm。各層含有的聚合物為聚己內(nèi)酯。最外層中的聚合物重均分子量為7萬(wàn)道爾頓，其余各層含有的聚合物的重均分子量依次遞增，每一層含有的聚合物的重均分子量較與之相鄰位于其外側(cè)的層含有的聚合物的重均分子量增加100％。

本發(fā)明還提供了上述的具備防水功能的駐極納米纖維空氣過(guò)濾材料的制備方法，具體步驟為：

步驟1：配制溶液，將駐極功能物質(zhì)10二氧化硅分散于溶劑四氫呋喃中，形成分散液，超聲10min，攪拌10min后，加入具有不同重均分子量的聚己內(nèi)酯，攪拌一定時(shí)間后形成均勻的溶液，不同重均分子量的聚己內(nèi)酯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同，為25wt％，駐極功能物質(zhì)含量為3wt％；

步驟2：將基材置于實(shí)施例2所述的接收裝置的滾筒1上，將刻蝕蒸汽從高溫蒸汽發(fā)生裝置送入滾筒，使蒸汽從凸起上的孔排出，刻蝕蒸汽為甲酸，濃度為20％，溫度為120℃，采取連續(xù)送入的方式，連續(xù)送入的時(shí)間為10min，使蒸汽從凸起2上的孔上排出，蒸汽從凸起2的孔中釋放速度為0.5m/s；增加基材表面粗糙度，排出速度依賴(lài)于滾筒截面積、小孔面積和送入速度。

步驟3：步驟1制得的溶液置于儲(chǔ)液裝置中，調(diào)整靜電紡絲參數(shù)，靜電紡絲參數(shù)為電壓30kV，接收距離20cm，灌注速度1mL/h，滾筒轉(zhuǎn)速50r/min，溫度25℃，濕度45％，時(shí)間40min，進(jìn)行靜電紡絲，得到具備防水功能的駐極納米纖維空氣過(guò)濾材料。

在20±3℃、45±5％的環(huán)境條件下，利用表面電勢(shì)測(cè)量?jī)x、水接觸角測(cè)量?jī)x、TSI8130型空氣過(guò)濾測(cè)試儀、YG541E織物折皺彈性測(cè)試儀測(cè)試材料性能，所制備材料表面電勢(shì)為0.06kV，對(duì)水的接觸角為120°，對(duì)2.5μm顆粒的過(guò)濾效率為90％，阻力壓降為65Pa，具備的其他有益性能為彈性性能，彈性伸長(zhǎng)率為90％。

實(shí)施例8

如圖1所示，一種具備防水功能的駐極納米纖維空氣過(guò)濾材料，由基材和設(shè)于基材之上的納米纖維膜組成，納米纖維膜中的納米纖維中分布有駐極功能物質(zhì)10，納米纖維為多層結(jié)構(gòu)，最外層含有疏水性的聚合物。所述的納米纖維的各層從內(nèi)到外依次設(shè)置，最內(nèi)層為圓形，其余各層截面為環(huán)形，每一層均含有聚合物，每一層中的聚合物具有不同的重均分子量?；牟馁|(zhì)為聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯，克重為100g/m²，平均孔徑為1mm，孔隙率為60％。納米纖維膜孔隙率為82％，平均孔徑為5μm，克重為30g/m²，堆積密度為0.04g/cm³。

納米纖維中分布的駐極功能物質(zhì)10為氮化硅，粒徑為0.05μm。納米纖維為圓形，層數(shù)為3，纖維直徑為2μm，除最內(nèi)層外，各層的寬度為0.012μm。各層含有的聚合物為聚苯乙烯。最外層中的聚合物重均分子量為5萬(wàn)道爾頓，其余各層含有的聚合物的重均分子量依次遞增，每一層含有的聚合物的重均分子量較與之相鄰位于其外側(cè)的層含有的聚合物的重均分子量增加80％。

本發(fā)明還提供了上述的具備防水功能的駐極納米纖維空氣過(guò)濾材料的制備方法，具體步驟為：

步驟1：配制溶液，將駐極功能物質(zhì)氮化硅分散于溶劑N，N-二甲基甲酰胺中，形成分散液，超聲20min，攪拌10min后，加入具有不同重均分子量的聚苯乙烯，攪拌一定時(shí)間后形成均勻的溶液，不同重均分子量的聚苯乙烯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同，為28wt％，駐極功能物質(zhì)含量為3.5wt％

步驟2：將基材置于實(shí)施例3所述的接收裝置的滾筒1上，將刻蝕蒸汽從高溫蒸汽發(fā)生裝置送入滾筒，使蒸汽從凸起上的孔排出，刻蝕蒸汽為甲酸，濃度為20％，溫度為120℃，采取連續(xù)送入的方式，連續(xù)送入的時(shí)間為20min，使蒸汽從凸起2上的孔上排出，蒸汽從凸起2的孔中釋放速度為0.6m/s；增加基材表面粗糙度，排出速度依賴(lài)于滾筒截面積、小孔面積和送入速度。

步驟3：步驟1制得的溶液置于儲(chǔ)液裝置中，調(diào)整靜電紡絲參數(shù)，靜電紡絲參數(shù)為電壓40kV，接收距離30cm，灌注速度2mL/h，滾筒轉(zhuǎn)速50r/min，溫度25℃，濕度45％，時(shí)間40min，進(jìn)行靜電紡絲，得到具備防水功能的駐極納米纖維空氣過(guò)濾材料。

在20±3℃、45±5％的環(huán)境條件下，利用表面電勢(shì)測(cè)量?jī)x、水接觸角測(cè)量?jī)x、TSI8130型空氣過(guò)濾測(cè)試儀、YG(B)022G型織物彎曲性能測(cè)試儀測(cè)試材料性能，所制備材料表面電勢(shì)為1kV，對(duì)水的接觸角為140°，對(duì)2.5μm顆粒的過(guò)濾效率為95％，阻力壓降為70Pa，具備的其他有益性能為抗彎曲性能，最大彎曲力為2cN。

實(shí)施例9

如圖1所示，一種具備防水功能的駐極納米纖維空氣過(guò)濾材料，由基材和設(shè)于基材之上的納米纖維膜組成，納米纖維膜中的納米纖維中分布有駐極功能物質(zhì)10，納米纖維為多層結(jié)構(gòu)，最外層含有疏水性的聚合物。所述的納米纖維的各層從內(nèi)到外依次設(shè)置，最內(nèi)層為圓形，其余各層截面為環(huán)形，每一層均含有聚合物，每一層中的聚合物具有不同的重均分子量。

基材材質(zhì)為聚丙烯/聚乙烯無(wú)紡布，克重為150g/m²，平均孔徑為0.8mm，孔隙率為65％。納米纖維膜孔隙率為78％，平均孔徑為6μm，克重為40g/m²，堆積密度為0.05g/cm³。

納米纖維中分布的駐極功能物質(zhì)10為氮化硅，粒徑為1μm。納米纖維為圓形，層數(shù)為3，纖維直徑為1μm，除最內(nèi)層外，各層的寬度為0.008μm。各層含有的聚合物為聚丙烯腈。最外層中的聚合物重均分子量為3萬(wàn)道爾頓，其余各層含有的聚合物的重均分子量依次遞增，每一層含有的聚合物的重均分子量較與之相鄰位于其外側(cè)的層含有的聚合物的重均分子量增加70％。

本發(fā)明還提供了上述的具備防水功能的駐極納米纖維空氣過(guò)濾材料的制備方法，具體步驟為：

步驟1：配制溶液，將氮化硅分散于溶劑N，N-二甲基乙酰胺中，形成分散液，超聲20min，攪拌10min后，加入具有不同重均分子量的聚丙烯腈，攪拌一定時(shí)間后形成均勻的溶液，不同重均分子量的聚丙烯腈的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同，為25wt％，駐極功能物質(zhì)含量為4.5wt％；

步驟2：將基材置于實(shí)施例4所述的接收裝置的滾筒1上，將刻蝕蒸汽從高溫蒸汽發(fā)生裝置送入滾筒，使蒸汽從凸起上的孔排出，刻蝕蒸汽為乙酸，濃度為20％，溫度為130℃，采取連續(xù)送入的方式，連續(xù)送入的時(shí)間為40min，使蒸汽從凸起2上的孔上排出，蒸汽從凸起2的孔中釋放速度為0.5m/s；增加基材表面粗糙度，排出速度依賴(lài)于滾筒截面積、小孔面積和送入速度。

步驟3：步驟1制得的溶液置于儲(chǔ)液裝置中，調(diào)整靜電紡絲參數(shù)，靜電紡絲參數(shù)為電壓30kV，接收距離20cm，灌注速度1mL/h，滾筒轉(zhuǎn)速50r/min，溫度25℃，濕度45％，時(shí)間40min，進(jìn)行靜電紡絲，得到具備防水功能的駐極納米纖維空氣過(guò)濾材料。

在20±3℃、45±5％的環(huán)境條件下，利用表面電勢(shì)測(cè)量?jī)x、水接觸角測(cè)量?jī)x、TSI8130型空氣過(guò)濾測(cè)試儀測(cè)試材料性能，所制備材料表面電勢(shì)為3kV，對(duì)水的接觸角為150°，對(duì)5μm顆粒的過(guò)濾效率為100％，阻力壓降為50Pa，具備的其他有益性能包括為高模性能，拉伸模量為10GPa。

實(shí)施例10

如圖1所示，一種具備防水功能的駐極納米纖維空氣過(guò)濾材料，由基材和設(shè)于基材之上的納米纖維膜組成，納米纖維膜中的納米纖維中分布有駐極功能物質(zhì)10，納米纖維為多層結(jié)構(gòu)，最外層含有疏水性的聚合物。所述的納米纖維的各層從內(nèi)到外依次設(shè)置，最內(nèi)層為圓形，其余各層截面為環(huán)形，每一層均含有聚合物，每一層中的聚合物具有不同的重均分子量。

基材材質(zhì)為聚丙烯無(wú)紡布，克重為200g/m²，平均孔徑為0.7mm，孔隙率為70％。納米纖維膜孔隙率為75％，平均孔徑為6.5μm，克重為45g/m²，堆積密度為0.055g/cm³。納米纖維中分布的駐極功能物質(zhì)10為羥基磷灰石，粒徑為3μm。

納米纖維為圓形，層數(shù)為3，纖維直徑為2μm，除最內(nèi)層外，各層的寬度為0.015μm。各層含有的聚合物為聚苯乙烯。最外層中的聚合物重均分子量為1萬(wàn)道爾頓，其余各層含有的聚合物的重均分子量依次遞增，每一層含有的聚合物的重均分子量較與之相鄰位于其外側(cè)的層含有的聚合物的重均分子量增加50％。

本發(fā)明還提供了上述的具備防水功能的駐極納米纖維空氣過(guò)濾材料的制備方法，具體步驟為：

步驟1：配制溶液，將駐極功能物質(zhì)羥基磷灰石分散于溶劑乙酸乙酯中，形成分散液，超聲20min，攪拌5min后，加入具有不同重均分子量的聚苯乙烯，攪拌一定時(shí)間后形成均勻的溶液，不同重均分子量的聚苯乙烯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同，為25wt％，駐極功能物含量為5.5wt％；

步驟2：將基材置于實(shí)施例5所述的接收裝置的滾筒1上，將刻蝕蒸汽從高溫蒸汽發(fā)生裝置送入滾筒，使蒸汽從凸起上的孔排出，刻蝕蒸汽為甲酸，濃度為22％，溫度為120℃，采取連續(xù)送入的方式，連續(xù)送入的時(shí)間為30min，使蒸汽從凸起2上的孔上排出，蒸汽從凸起2的孔中釋放速度為0.8m/s；增加基材表面粗糙度，排出速度依賴(lài)于滾筒截面積、小孔面積和送入速度。

步驟3：步驟1制得的溶液置于儲(chǔ)液裝置中，調(diào)整靜電紡絲參數(shù)，靜電紡絲參數(shù)為電壓30kV，接收距離20cm，灌注速度1mL/h，滾筒轉(zhuǎn)速50r/min，溫度23℃，濕度48％，時(shí)間30min，進(jìn)行靜電紡絲，得到具備防水功能的駐極納米纖維空氣過(guò)濾材料。

在20±3℃、45±5％的環(huán)境條件下，利用表面電勢(shì)測(cè)量?jī)x、水接觸角測(cè)量?jī)x、TSI8130型空氣過(guò)濾測(cè)試儀、YG026B電子織物強(qiáng)力儀測(cè)試材料性能，所制備材料表面電勢(shì)為10kV，對(duì)水的接觸角為160°，對(duì)2.5μm顆粒的過(guò)濾效率為80％，阻力壓降為55Pa，具備的其他有益性能為高強(qiáng)性能，拉伸斷裂強(qiáng)度為13MPa。