一種可降解的空氣淨化纖維及其製作工藝的製作方法
2023-10-10 08:21:49
本發明涉及空氣淨化技術領域，尤其是涉及一種可降解的空氣淨化纖維及其製作工藝。
背景技術：
近年來，我國空氣汙染愈發嚴重，人們對空氣汙染的關注度也越來越高,特別是近期出現的連續大範圍霧霾天氣更加促進了老百姓對空氣品質的擔憂。空氣品質的惡化已經嚴重影響了人們的日常生活，pm2.5成為每日必須檢測的項目。
同時，室內空氣充斥著顆粒物、甲醛、總揮發性有機物(tvoc)、細菌、病毒、過敏源、異味氣體、放射源等各種汙染物,被列入對公眾健康影響最大的五個環境因素之一。空氣汙染對人類健康危害已成為全世界共同面臨的難題，為了更加有效地淨化空氣，還人們一個潔淨環保的生活居住環境，空氣淨化技術得到了人們的高度關注。
現有技術中，專業過濾裝置的關鍵部件是吸附材料，現有的吸附材料有活性炭、活性氧化鋁、矽膠、沸石和納米級二氧化鈦等，在空氣淨化行業，最常用的是活性炭。活性炭是用有機含碳材料炭化、活化而成的，其具有發達的空隙結構，絕大部分孔徑＜0.05μm；且比表面積高達1000～2000m2/g。但現有的吸附材料在保證過濾效果的同時，通氣性差，氣體通過的阻力大，造成無法長時間使用。
技術實現要素：
本發明的目的是針對現有技術的問題，提供一種可降解的空氣淨化纖維及其製作工藝，淨化效果好，同時透氣性好，成本低，工藝流程簡單，對淨化甲醛、二氧化硫、氨氣、一氧化氮或二氧化碳等空氣汙染物具有良好的淨化分解功能。
為了達到上述目的，本發明通過以下技術方案來實現：
一種可降解的空氣淨化纖維，包括降解纖維和空氣淨化基料；所述降解纖維包括按以下重量份的原料：
聚乳酸樹脂顆粒5～30份；
催化劑1～6份；
所述空氣淨化基料包括以下按重量份的原料：
亞甲基雙硫氰酸酯3～15份；
氧化銀2～10份；
聚羥基丁酸戊酸共聚酯10～50份；
聚乙烯吡咯烷酮無水乙醇溶液150～300份。
進一步的，所述催化劑為二氧化鈦粉末。
進一步的，所述氧化銀為表面經過矽烷偶聯劑改性的納米顆粒，其粒徑為10nm～100nm。
進一步的，所述聚乙烯吡咯烷酮無水乙醇溶液的濃度為10%～50%。
上述可降解的空氣淨化纖維的製備方法包括以下步驟：
（1）按重量份準備好降解纖維和空氣淨化基料各項原料；
（2）製備降解纖維；
將聚乳酸樹脂顆粒與催化劑粉末共混均勻後，用雙螺杆擠出機共混造粒；將得到攜帶催化物質的聚乳酸樹脂通過樹脂紡絲工藝製備成纖維；再將樹脂纖維混纏冷壓成高比表面積的線團固態形狀；
（3）製備空氣淨化基液；
將亞甲基雙硫氰酸酯、氧化銀、聚羥基丁酸戊酸共聚酯與聚乙烯吡咯烷酮無水乙醇溶液混合併攪拌均勻，在50～60℃的環境下靜置2～5小時；再次攪拌均勻，在30～40℃的環境下靜置0.5～1小時，得到空氣淨化基液；
（4）將降解纖維浸泡在空氣淨化基液中，讓基液完全浸透吸附纖維；
（5）將浸有基液的活性碳纖維用離心桶甩幹後放置在烘箱內，加熱烘乾，即製成一種可降解的空氣淨化纖維。
進一步的，所述烘箱內的加熱溫度為210～260℃。
進一步的，所述吸附纖維浸泡在空氣淨化基液中的時間為20～50分鐘。
進一步的，所述降解纖維的直徑為0.01～0.4mm。
本發明與現有技術相比，具有如下的有益效果：
本發明採用降解纖維和空氣淨化基料複合製成可降解的空氣淨化纖維，降解纖維採用聚乳酸和催化劑製成，聚乳酸在自然條件可自動降解，在自身的表面積吸附汙染物的同時，降解會在材料表面產生新的缺陷、孔洞等，這樣就提供了新的吸附空間，比較活性炭等材料簡而易見具有更長的使用壽命，到達吸附飽和的時間更久；在聚乳酸基體中混入催化物質，使得該淨化基體材料可以和其他材料有效複合；將空氣淨化基料浸透降解纖維，使本發明有效吸附空氣汙染顆粒或有毒有害氣體，經空氣淨化基料，對空氣汙染顆粒或有毒有害氣體進行過濾及分解淨化、殺毒及抑菌；纖維的設計使本發明透氣性良好；實現過濾膜在保證過濾效果的同時，通氣性好，氣體通過的阻力小。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明作進一步說明。
實施例１
一種可降解的空氣淨化纖維，包括降解纖維和空氣淨化基料；所述降解纖維包括按以下重量份的原料：
聚乳酸樹脂顆粒5克；
二氧化鈦粉末1克；
所述空氣淨化基料包括以下按重量份的原料：
亞甲基雙硫氰酸酯3克；
氧化銀2克；
聚羥基丁酸戊酸共聚酯10克；
濃度30%聚乙烯吡咯烷酮無水乙醇溶液150克。
上述可降解的空氣淨化纖維的製備方法包括以下步驟：
（1）按重量份準備好降解纖維和空氣淨化基料各項原料；
（2）製備降解纖維；
將聚乳酸樹脂顆粒與催化劑粉末共混均勻後，用雙螺杆擠出機共混造粒；將得到攜帶催化物質的聚乳酸樹脂通過樹脂紡絲工藝製備成纖維；該纖維直徑為0.01mm,再將樹脂纖維混纏冷壓成高比表面積的線團固態形狀；
（3）製備空氣淨化基液；
將亞甲基雙硫氰酸酯、氧化銀、聚羥基丁酸戊酸共聚酯與聚乙烯吡咯烷酮無水乙醇溶液混合併攪拌均勻，在50℃的環境下靜置2小時；再次攪拌均勻，在30℃的環境下靜置0.5小時，得到空氣淨化基液；
（4）將降解纖維浸泡在空氣淨化基液中，讓基液完全浸透吸附纖維；
（5）將浸有基液的活性碳纖維用離心桶甩幹後放置在烘箱內，加熱至210℃烘乾，即製成一種可降解的空氣淨化纖維。
申請人採用得到的空氣淨化纖維進行空氣過濾實驗，其檢測結果如下表1。
表1
實施例2
一種可降解的空氣淨化纖維，包括降解纖維和空氣淨化基料；所述降解纖維包括按以下重量份的原料：
聚乳酸樹脂顆粒30克；
二氧化鈦粉末6克；
所述空氣淨化基料包括以下按重量份的原料：
亞甲基雙硫氰酸酯15克；
氧化銀10克；
聚羥基丁酸戊酸共聚酯50克；
濃度50%的聚乙烯吡咯烷酮無水乙醇溶液300克。
上述可降解的空氣淨化纖維的製備方法包括以下步驟：
（1）按重量份準備好降解纖維和空氣淨化基料各項原料；
（2）製備降解纖維；
將聚乳酸樹脂顆粒與催化劑粉末共混均勻後，用雙螺杆擠出機共混造粒；將得到攜帶催化物質的聚乳酸樹脂通過樹脂紡絲工藝製備成纖維；該纖維直徑為0.4mm，再將樹脂纖維混纏冷壓成高比表面積的線團固態形狀；
（3）製備空氣淨化基液；
將亞甲基雙硫氰酸酯、氧化銀、聚羥基丁酸戊酸共聚酯與聚乙烯吡咯烷酮無水乙醇溶液混合併攪拌均勻，在60℃的環境下靜置5小時；再次攪拌均勻，在40℃的環境下靜置1小時，得到空氣淨化基液；
（4）將降解纖維浸泡在空氣淨化基液中50min，讓基液完全浸透吸附纖維；
（5）將浸有基液的活性碳纖維用離心桶甩幹後放置在烘箱內，加熱至260℃烘乾，即製成一種可降解的空氣淨化纖維。
申請人採用得到的空氣淨化纖維進行空氣過濾實驗，其檢測結果如下表2。
表2
實施例3
一種可降解的空氣淨化纖維，包括降解纖維和空氣淨化基料；所述降解纖維包括按以下重量份的原料：
聚乳酸樹脂顆粒20克；
二氧化鈦粉末4克；
所述空氣淨化基料包括以下按重量份的原料：
亞甲基雙硫氰酸酯9克；
氧化銀7克；
聚羥基丁酸戊酸共聚酯30克；
濃度為30%的聚乙烯吡咯烷酮無水乙醇溶液220克。
上述可降解的空氣淨化纖維的製備方法包括以下步驟：
（1）按重量份準備好降解纖維和空氣淨化基料各項原料；
（2）製備降解纖維；
將聚乳酸樹脂顆粒與催化劑粉末共混均勻後，用雙螺杆擠出機共混造粒；將得到攜帶催化物質的聚乳酸樹脂通過樹脂紡絲工藝製備成纖維；再將樹脂纖維混纏冷壓成高比表面積的線團固態形狀；該降解纖維的直徑為0.2mm；
（3）製備空氣淨化基液；
將亞甲基雙硫氰酸酯、氧化銀、聚羥基丁酸戊酸共聚酯與聚乙烯吡咯烷酮無水乙醇溶液混合併攪拌均勻，在70℃的環境下靜置4小時；再次攪拌均勻，在50℃的環境下靜置0.8小時，得到空氣淨化基液；
（4）將降解纖維浸泡在空氣淨化基液中40min，讓基液完全浸透吸附纖維；
（5）將浸有基液的活性碳纖維用離心桶甩幹後放置在烘箱內，加熱至240℃烘乾，即製成一種可降解的空氣淨化纖維。
申請人採用得到的空氣淨化纖維進行空氣過濾實驗，其檢測結果如下表3。
表3
以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，對於本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。