熱塑性聚合物納米纖維產業化關鍵技術及其在液體分離領域的應用

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熱塑性聚合物納米纖維產業化關鍵技術及其在液體分離領域的應用由於納米纖維具有直徑小、比表面積大和質量輕等獨特的優點，納米纖維在複合材料、膜材與過濾介質、醫用臨床診斷器材、化學與生物傳感材料、電子能源等領域有巨大的應用前景。目前世界上納米纖維的生產效率普遍很低、可提供的納米纖維種類有限。亟需發展一種環境友好的納米纖維規模化製備技術，能夠將熔體粘度較大、不易溶解的聚烯烴、聚酯、聚酰胺等通用熱塑性聚合物材料製備成結構可控的納米纖維材料。

目錄

技術原理、技術要點

從高分子熔融共混相分離的現象出發，通過對傳統設備進行改造，並對材料的流變性能、界面性能以及成型條件進行控制，使熱塑性聚合物在組裝成納米纖維分散相，將基體去除後，可製備出成型良好、尺寸均勻的束狀納米纖維。通過選擇合適的溶劑體系和機械力，進一步將束狀的、長徑比較大的納米纖維進行解纏結，並塗覆於不同基材表面，可製備出厚度和空間結構可控的熱塑性納米纖維膜。通過固相合成等技術實現熱塑性納米纖維膜的功能化，並將其設計成卷式過濾組件，成功的應用於水過濾分離領域。本項目發明了通過對纖維素酯/熱塑性聚合物熱力學不相容共混體系相分離形態的調控制備納米纖維的新技術，實現了熱塑性聚合物納米纖維的規模化生產；發明了將熱塑性納米纖維塗覆於不同基材表面，製備厚度和空間結構可控的納米纖維膜的關鍵技術；並將研發的熱塑性聚合物納米纖維膜材料成功地應用於水及空氣過濾分離領域。

創新性在於

（1）發明了以生物質材料纖維素酯為基體相的熔融共混相分離法製備熱塑性聚合物納米纖維的技術，成功實現了納米纖維形態尺寸的控制和纖維素酯的回收再利用，解決了熱塑性聚合物納米纖維難於實現規模化生產的難題；

（2）發展了通過固相合成對納米纖維膜進行功能化改性的方法，革新了傳統的通過功能性物質簡單共混來實現纖維功能化的技術路線，製備得到了具有抗污、殺菌及去除重金屬離子功能的納米纖維膜；

（3）開發了實現熱塑性納米纖維製備、卷式納米纖維膜組件加工及膜性能測試的規模化成套設備。

已授權發明專利6項，關鍵技術達國際領先水平；已成功實現了產業化，並應用於電子及化工給排水處理、生物製藥除菌等領域，創造了顯著的經濟和社會價值。下一步將積極拓展熱塑性納米纖維膜在飲用水處理及空氣淨化領域高性能過濾分離材料的應用。該技術是一項重大的原創技術，突破了現有納米纖維膜生產效率低、難以產業化的技術瓶頸，並豐富了納米纖維的種類，拓展了納米纖維的應用領域。該技術的推廣應用將對產業用新型紡織材料的發展起到巨大的推動作用。