热塑性聚合物纳米纤维产业化关键技术及其在液体分离领域的应用查看源代码讨论查看历史

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热塑性聚合物纳米纤维产业化关键技术及其在液体分离领域的应用由于纳米纤维具有直径小、比表面积大和质量轻等独特的优点，纳米纤维在复合材料、膜材与过滤介质、医用临床诊断器材、化学与生物传感材料、电子能源等领域有巨大的应用前景。目前世界上纳米纤维的生产效率普遍很低、可提供的纳米纤维种类有限。亟需发展一种环境友好的纳米纤维规模化制备技术，能够将熔体粘度较大、不易溶解的聚烯烃、聚酯、聚酰胺等通用热塑性聚合物材料制备成结构可控的纳米纤维材料。

技术原理、技术要点

从高分子熔融共混相分离的现象出发，通过对传统设备进行改造，并对材料的流变性能、界面性能以及成型条件进行控制，使热塑性聚合物在组装成纳米纤维分散相，将基体去除后，可制备出成型良好、尺寸均匀的束状纳米纤维。通过选择合适的溶剂体系和机械力，进一步将束状的、长径比较大的纳米纤维进行解缠结，并涂覆于不同基材表面，可制备出厚度和空间结构可控的热塑性纳米纤维膜。通过固相合成等技术实现热塑性纳米纤维膜的功能化，并将其设计成卷式过滤组件，成功的应用于水过滤分离领域。本项目发明了通过对纤维素酯/热塑性聚合物热力学不相容共混体系相分离形态的调控制备纳米纤维的新技术，实现了热塑性聚合物纳米纤维的规模化生产；发明了将热塑性纳米纤维涂覆于不同基材表面，制备厚度和空间结构可控的纳米纤维膜的关键技术；并将研发的热塑性聚合物纳米纤维膜材料成功地应用于水及空气过滤分离领域。

创新性在于

（1）发明了以生物质材料纤维素酯为基体相的熔融共混相分离法制备热塑性聚合物纳米纤维的技术，成功实现了纳米纤维形态尺寸的控制和纤维素酯的回收再利用，解决了热塑性聚合物纳米纤维难于实现规模化生产的难题；

（2）发展了通过固相合成对纳米纤维膜进行功能化改性的方法，革新了传统的通过功能性物质简单共混来实现纤维功能化的技术路线，制备得到了具有抗污、杀菌及去除重金属离子功能的纳米纤维膜；

（3）开发了实现热塑性纳米纤维制备、卷式纳米纤维膜组件加工及膜性能测试的规模化成套设备。

已授权发明专利6项，关键技术达国际领先水平；已成功实现了产业化，并应用于电子及化工给排水处理、生物制药除菌等领域，创造了显著的经济和社会价值。下一步将积极拓展热塑性纳米纤维膜在饮用水处理及空气净化领域高性能过滤分离材料的应用。该技术是一项重大的原创技术，突破了现有纳米纤维膜生产效率低、难以产业化的技术瓶颈，并丰富了纳米纤维的种类，拓展了纳米纤维的应用领域。该技术的推广应用将对产业用新型纺织材料的发展起到巨大的推动作用。