一种含纳米颗粒纤维膜的纺丝方法

本发明涉及纺丝，特别是一种含纳米颗粒纤维膜的纺丝方法。

背景技术：

1、随着纳米科技和功能性纤维材料研究的快速发展，将具有特定功能的纳米颗粒掺杂到聚合物基体中以制备高性能复合纤维成为当前研究的热点。其中，agbr-mbg(银/溴化银-介孔生物活性玻璃)纳米颗粒由于其独特的抗菌、抗病毒、生物活性以及光催化等性能，在医疗、环保和防护材料领域展现出巨大的应用潜力。

2、然而，实现纳米颗粒在聚合物纤维内部均匀分散且保持稳定是一大挑战。未经处理的纳米颗粒因表面能高而易于团聚，导致在纺丝过程中难以形成均匀的功能性分布，进而影响最终纤维膜的综合性能及实际应用效果。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种含纳米颗粒纤维膜的纺丝方法。

2、本发明采用的技术方案是：

3、一种含纳米颗粒纤维膜的纺丝方法，包括：

4、将agbr-mbg纳米颗粒通过表面改性剂进行处理；

5、将表面改性后的agbr-mbg纳米颗粒加入到聚乙二醇溶液中加热并搅拌均匀；

6、离心分离出聚乙二醇包覆的agbr-mbg复合物；

7、将聚乙二醇包覆的agbr-mbg复合物分散到二氯甲烷溶剂中，在超声波作用下进行分散，形成agbr-mbg纳米颗粒分散液；

8、称取聚乳酸粉末加入到二氯甲烷溶剂中，在恒温磁力搅拌及超声辅助下溶解，形成均一的聚乳酸聚合溶液；

9、将agbr-mbg纳米颗粒分散液滴加到聚乳酸聚合溶液中，同时保持持续搅拌和/或超声处理，形成纳米复合溶液；

10、将纳米复合溶液通过纺丝装置的喷头挤出后，经过拉伸固化成纤维；

11、对所述纤维进行水解处理，以使所述聚乙二醇溶解。

12、优选的，所述表面改性剂包括3-氨丙基三甲氧基硅烷或γ-氨丙基三乙氧基硅烷。

13、优选的，所述将表面改性后的agbr-mbg纳米颗粒加入到聚乙二醇溶液中加热并搅拌均匀中，搅拌温度为40℃-60℃，搅拌时间为0.5h-3h。

14、优选的，所述表面改性剂的用量为agbr-mbg纳米颗粒质量的1％-5％。

15、优选的，所述聚乙二醇浓度为10％-30％w/v，聚乙二醇的分子量为2000-8000da。

16、优选的，所述离心分离出聚乙二醇包覆的agbr-mbg复合物中，离心速度为10,000-15,000rpm，离心时间为10-30分钟。

17、优选的，超声功率为200-400w，频率20-40khz，分散时间15-60分钟。

18、优选的，聚乳酸粉末浓度为8％-20％w/v。

19、优选的，agbr-mbg纳米颗粒分散液在聚乳酸聚合溶液中的添加量为聚乳酸聚合溶液质量的0.1％-5％。

20、本发明的有益效果至少是如下之一：

21、通过表面改性剂对agbr-mbg纳米颗粒进行处理，可以改善其在聚合物基体中的分散性和稳定性，防止纳米颗粒团聚。聚乙二醇包覆进一步增强了纳米颗粒在复合溶液中的分散状态，并且通过水解处理能有效去除peg外壳，确保纳米颗粒功能性的充分发挥。

22、选择特定分子量范围(2000-8000da)和浓度(10％-30％w/v)的聚乙二醇作为包覆材料，可以根据需要调控纳米颗粒在纤维膜中的分布以及在使用过程中通过水解实现的可控释放速度。

23、各个步骤中如搅拌温度、时间，离心条件，超声分散功率、频率及时间，以及聚乳酸和纳米颗粒在复合溶液中的浓度等均进行了详细规定，这些精确控制有助于提高纳米复合纤维膜的质量一致性以及生物相容性。

24、通过选用二氯甲烷溶解聚乳酸，并将经过表面改性和peg包覆处理的agbr-mbg纳米颗粒分散液添加到聚合物溶液中，能够得到稳定的纳米复合溶液，进而通过纺丝装置制成具有优异结构和功能特性的纳米颗粒负载纤维膜。

技术特征：

1.一种含纳米颗粒纤维膜的纺丝方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种含纳米颗粒纤维膜的纺丝方法，其特征在于，所述表面改性剂包括3-氨丙基三甲氧基硅烷或γ-氨丙基三乙氧基硅烷。

3.根据权利要求1所述的一种含纳米颗粒纤维膜的纺丝方法，其特征在于，所述将表面改性后的agbr-mbg纳米颗粒加入到聚乙二醇溶液中加热并搅拌均匀中，搅拌温度为40℃-60℃，搅拌时间为0.5h-3h。

4.根据权利要求1所述的一种含纳米颗粒纤维膜的纺丝方法，其特征在于，所述表面改性剂的用量为agbr-mbg纳米颗粒质量的1％-5％。

5.根据权利要求1所述的一种含纳米颗粒纤维膜的纺丝方法，其特征在于，所述聚乙二醇浓度为10％-30％w/v，聚乙二醇的分子量为2000-8000da。

6.根据权利要求1所述的一种含纳米颗粒纤维膜的纺丝方法，其特征在于，所述离心分离出聚乙二醇包覆的agbr-mbg复合物中，离心速度为10,000-15,000rpm，离心时间为10-30分钟。

7.根据权利要求1所述的一种含纳米颗粒纤维膜的纺丝方法，其特征在于，超声功率为200-400w，频率20-40khz，分散时间15-60分钟。

8.根据权利要求1所述的一种含纳米颗粒纤维膜的纺丝方法，其特征在于，聚乳酸粉末浓度为8％-20％w/v。

9.根据权利要求1所述的一种含纳米颗粒纤维膜的纺丝方法，其特征在于，agbr-mbg纳米颗粒分散液在聚乳酸聚合溶液中的添加量为聚乳酸聚合溶液质量的0.1％-5％。

技术总结
本发明公开了一种含纳米颗粒纤维膜的纺丝方法，将AgBr‑MBG纳米颗粒通过表面改性剂进行处理；将表面改性后的AgBr‑MBG纳米颗粒加入到聚乙二醇溶液中加热并搅拌均匀；离心分离出聚乙二醇包覆的AgBr‑MBG复合物；将聚乙二醇包覆的AgBr‑MBG复合物分散到二氯甲烷溶剂中，在超声波作用下进行分散，形成AgBr‑MBG纳米颗粒分散液；称取聚乳酸粉末加入到二氯甲烷溶剂中，在恒温磁力搅拌及超声辅助下溶解，形成均一的聚乳酸聚合溶液；将上述已分散的AgBr‑MBG纳米颗粒分散液滴加到聚乳酸聚合溶液中，同时保持持续搅拌和/或超声处理，形成纳米复合溶液；将纳米复合溶液通过纺丝装置的喷头挤出后，经过拉伸固化成纤维；对所述纤维进行水解处理，以使所述聚乙二醇溶解。

技术研发人员：孙光武,高雅,董东东,董震,董岳,董佳乐,陈凯凯,辛三法
受保护的技术使用者：上海工程技术大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17