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CN117166137B - 能够自发产生静电的核壳纤维薄膜材料及制备方法和应用 - Google Patents

能够自发产生静电的核壳纤维薄膜材料及制备方法和应用 Download PDF

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CN117166137B CN202311064483.7A CN202311064483A CN117166137B CN 117166137 B CN117166137 B CN 117166137B CN 202311064483 A CN202311064483 A CN 202311064483A CN 117166137 B CN117166137 B CN 117166137B
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Abstract

本发明涉及一种能够自发产生静电的核壳纤维薄膜材料及制备方法和应用,包括如下步骤:取聚合物压电材料、摩擦电材料和中间层材料分别配制成三种前驱液;以三种前驱液进行三层同轴静电纺丝得到纤维,所述纤维沉积成膜,得到静电纺丝薄膜;静电纺丝薄膜经过萃取剂浸泡,去除所述纤维中的中间层材料,得到能够自发产生静电的核壳纤维薄膜材料。本发明采用三层同轴静电纺丝,使聚合物压电材料具有压电特性;再经萃取剂浸泡获得含有中空间隙的核壳纤维薄膜材料,聚合物压电材料与摩擦电材料因得失电子能力差异,在接触分离过程中产生摩擦电荷,使制得的薄膜材料经敲击即可产生静电,用作无纺布材料的过滤材料层,过滤效率高。

Description

能够自发产生静电的核壳纤维薄膜材料及制备方法和应用
技术领域
本发明属于纤维薄膜材料领域,具体涉及一种能够自发产生静电的核壳纤维薄膜材料及制备方法和应用。
背景技术
随着医疗技术的不断发展,医用防护服也在不断改善,为医护人员提供健康保障。医用防护用品通常由一种或多种对病毒气溶胶、含病毒液体等具有隔离作用的薄膜材料加工而成。目前市场常见的口罩和医用防护服主要由复合材料无纺布制成,如用聚酯或聚丙烯纺丝成网非织造布与透气微孔薄膜或其它非织造布复合,或采用水刺非织造布与透气微孔薄膜复合,或采用木浆复合水刺非织造布。无论哪种复合方式都有至少一层核心过滤层起到主要的过滤防护作用。
静电纺丝非织造布由于孔隙率高、比表面积大、纤维尺寸和结构可控而被应用于高端防护产品的核心过滤层面料制作,其过滤机理有以下几种:(1)重力沉降效应:大颗粒物质在气流中受重力影响沉降到过滤材料上,从气流中分离。(2)惯性撞击效应:当气流绕过阻挡在气流前方的滤材纤维时,较高质量的颗粒物受惯性影响无法及时跟随气流,会偏离气流方向,撞到滤材纤维上被过滤。(3)拦截效应:当颗粒的半径大于气流与滤料纤维之间的距离时,纤维直接捕获颗粒物。(4)扩散效应:受空气分子热运动影响,极其微小的颗粒受到空气分子的撞击,不断改变运动方向,呈现布朗运动,随机性地接触到滤材纤维被过滤。(5)静电效应:如果滤料纤维带有静电,无论气流中的颗粒物本身是否带电,当它们靠近滤材纤维时就容易受静电吸引而被过滤,静电效应可以在不增加气流阻力的前提下提高过滤效率。
为了增强传统过滤层非织造布的静电效应以提高过滤效率,通常对过滤层非织造布进行驻极化处理使其形成驻极体。驻极体是指那些能够长期储存电荷的电介质材料,在驻极体熔喷布中存在高达几百至上千伏电压的静电场,材料的孔隙类似于无数个无源级集尘电极。当气流中的带电微粒尤其是亚微米级粒子通过这些孔隙时,在电场力的作用下被阻挡或捕获。气流中的中性微粒因感应或极化而产生诱导偶极矩,也可有效地被捕获。但驻极体中的电荷会因为外界环境的因素(如湿度和摩擦等)而逐渐耗散,甚至大量丧失且无法补充,进而导致过滤层非织造布的过滤效率大大降低,防护作用下降。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术不足,提供一种能够自发产生静电的核壳纤维薄膜材料及制备方法和应用,解决现有技术中通过驻极化处理制备的过滤层非织造布电荷丧失,进而导致其过滤效率大大降低,防护作用下降的技术问题。
为达到上述技术目的,本发明提供的技术方案是:
第一方面,本发明提供一种能够自发产生静电的核壳纤维薄膜材料的制备方法,包括如下步骤:(1)取聚合物压电材料、摩擦电材料和中间层材料分别配制成三种前驱液;(2)以三种前驱液进行三层同轴静电纺丝并沉积成膜,得到静电纺丝薄膜;(3)静电纺丝薄膜经过萃取剂浸泡,去除中间层材料,得到能够自发产生静电的核壳纤维薄膜材料。
第二方面,本发明提供一种上述制备方法制得的能够自发产生静电的核壳纤维薄膜材料。
第三方面,本发明提供一种核壳纤维薄膜材料的应用,该核壳纤维薄膜材料用于制备医用无纺布,该医用无纺布能够自发产生静电。
与现有技术相比,本发明的有益效果包括:
(1)本发明提供的一种能够自发产生静电的薄膜材料的制备方法,通过将聚合物压电材料、中间层材料和摩擦电材料三种前驱液进行三层同轴静电纺丝并沉积成膜后,再经萃取剂浸泡去除中间层材料获得含有中空间隙的核壳纤维薄膜材料,三层同轴静电纺丝过程中聚合物压电材料发生相变,具有压电特性,同时聚合物压电材料与摩擦电材料之间因得失电子能力差异以及所形成的部分中空核壳结构,能在接触分离过程中产生摩擦电荷,从而使得制备得到的薄膜材料经敲击即可产生静电。该制备方法简单,且该薄膜材料用于制备口罩等无纺布材料时,无需高压驻极化处理使其带电荷,而且可以避免驻极化电荷易丧失降低过滤效率的问题。
(2)本发明提供的能够自发产生静电的薄膜材料,可以作为制备口罩用无纺布材料的过滤材料层,使用过程中通过敲击自发产生静电,且实验证明产生电压较高,能够确保较高的过滤效率。
(3)本发明特别选择聚合物压电材料作为静电纺丝纤维的壳层,摩擦电材料作为纤维的核层,聚合物压电材料在静电纺丝工艺中因受到较大拉伸力由α晶相向β晶相的转变,使得薄膜材料具备压电性能,同时能产生摩擦电荷。
附图说明
图1是实施例1制备得到的薄膜的SEM图;
图2实施例1制备得到的薄膜经敲击后产生的电压曲线;
图3是实施例2制备得到的薄膜经敲击后产生的电压曲线;
图4是实施例3制备得到的薄膜经敲击后产生的电压曲线。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明提供了一种能够自发产生静电的核壳纤维薄膜材料,其包括摩擦电材料,还包括聚合物压电材料,所述聚合物压电材料的晶相为β相;是通过聚合物压电材料、中间层材料和摩擦电材料三种前驱液进行三层同轴静电纺丝后去除中间层材料后获得的。
所述聚合物压电材料选自聚偏氟乙烯及其共聚物;所述摩擦电材料选自与聚偏氟乙烯及其共聚物得失电子能力相差较大的聚合物材料;所述纤维核与壳之间具有部分中空间隙,该部分中空间隙由水溶性或油溶性好的材料溶解去除后形成。
本发明提供的一种能够自发产生静电的薄膜材料的制备方法,包括如下步骤:
(1)将聚合物压电材料、摩擦电材料和中间层材料三种材料分别配制成前驱液,其中所述前驱液为所述三种材料对应的具有一定浓度的溶液;所述聚合物压电材料和摩擦电材料的得失电子能力不同;所述中间层材料为水溶性或油溶性好的易于去除的材料;
(2)将步骤(1)获得的前驱液真空脱泡,通过三层同轴静电纺丝成型成膜,其中聚合物压电材料前驱液加入壳层注射器,易于去除的中间层材料前驱液加入中间层注射器,摩擦电材料前驱液加入芯层注射器;
(3)将步骤(2)获得的薄膜置于萃取溶液中,使得薄膜纤维中的中间层材料部分溶解去除,核材料与壳材料之间形成部分中空间隙,干燥后得到部分中空的核壳纤维薄膜。
其中,所述聚合物压电材料在三层同轴静电纺丝过程中发生由α晶相向β晶相的转变,使得所述薄膜材料中的聚合物压电材料具有压电性能;去除中间层材料形成部分中空核壳结构后,所述聚合物压电材料与摩擦电材料的核壳之间因得失电子能力差异,能在接触分离过程中产生摩擦电荷,进而使得该薄膜材料能够自发产生静电。
本发明壳层聚合物压电材料和核层摩擦电材料用于赋予薄膜材料压电性能。三层同轴静电纺丝后将中间层材料溶解去除,得到特殊的部分中空核壳纤维,使得聚合物压电材料与摩擦电材料能够在振动过程中产生接触和分离,从而产生摩擦电荷,制备得到的薄膜材料制备医用无纺布进而制备医用防护用品比如口罩时,无需经过驻极化处理,而是简单通过敲击或振动后即可测试出较高的电压。
一些实施例中,本发明所述聚合物压电材料选自聚偏氟乙烯及其均聚物,如聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物以及聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物;所述摩擦电材料选自与聚偏氟乙烯及其共聚物得失电子能力相差较大的聚合物,如尼龙、聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚对苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯;所述中间层材料选自水溶性或油溶性好的易于去除的材料,如聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、液体石蜡油、机油。
一些实施例中,所述聚合物压电材料前驱液浓度为10~20wt%,摩擦电材料前驱液浓度为5~20wt%,中间层材料前驱液浓度为20~100wt%。为了获得纤维尺寸均一、力学性能较好的薄膜,所述聚合物压电材料前驱液浓度优选为12~16wt%。
一些实施例中,前驱液中的溶剂分别采用N,N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃和乙醇中的一种或两种以上任意比例的混合物。溶剂种类会影响前驱液的粘度进而影响纤维的拉伸成丝,不同种类的溶剂的表面张力和导电性不同,对压电聚合物、摩擦电聚合物、中间层材料的溶解度也不同;本发明优选上述溶剂来配制前驱液,保证静电纺丝过程中纤维的拉伸成型。
一些实施例中,聚合物压电材料前驱液和摩擦电材料前驱液是在50~80℃条件下搅拌4~6h形成的;中间层材料前驱液为混合物(质量浓度小于100%)时,是在常温超声分散均匀得到的。
步骤(2)将聚合物压电材料、中间层材料和摩擦电材料分别配制成前驱液后进行三层同轴静电纺丝。可以理解的是,本发明可以采用现有技术使用的静电纺丝机和三层同轴喷头进行纺丝,前驱液从喷头喷出后进入高压电场,在电场中拉伸成超细纤维,纤维沉积在接收器(金属接收器接负极,铺放锡箔纸、铝箔纸或离型纸等进行接收)上成膜。
一些实施例中,三层同轴静电纺丝接收距离为8-15cm,电压为10~20kV,推注速度为4~50μL/min。材料前驱液在成丝过程中受到电场力、重力、表面与层间的张力影响,因此拉伸力受接收距离、电压和前驱液浓度控制。接收距离小,电压大,前驱液浓度小,受到的拉伸力越大,同时本发明这些纺丝条件都在满足电纺泰勒锥稳定的参数窗口内进行调节,在保证纺丝成膜的同时使聚合物压电材料由α晶相向β晶相的转变。
优选的,所述三层同轴静电纺丝喷头的芯层喷头的内径为0.31mm,外径为0.55mm;中间层喷头的内径为0.91mm,外径为1.26mm;外层喷头的内径为1.69mm,外径为2.11mm。喷头尺寸过小或过大,均不利于形成部分中空核壳纤维,且喷头尺寸过大,所需推注速度和电压将增大。
优选的,所述将中间材料去除的萃取剂为相应溶剂,如水、乙醇、正己烷或环己烷;萃取剂浸泡的温度为40~60℃,浸泡时间为12~36h。本发明通过采用上述萃取剂,配合浸泡温度,控制浸泡时间,使得所得核壳纤维薄膜的综合性能(产生静电的性能以及力学性能)最优。
本发明按照上述制备方法制备得到的薄膜材料,该薄膜材料的厚度过小将导致力学性能下降,不利于薄膜的后续处理与加工应用;厚度过大将导致薄膜透气性降低(仅靠厚度增长的过滤效率有限,即厚度大到一定程度过滤效率提升不明显,但会继续降低透气性,不利于医用防护膜的应用),因此优选薄膜材料的厚度为50~500μm;可用于制备能够自发产生静电的医用无纺布。该医用无纺布包含如上所述的薄膜材料,可按照现有的方法用于制备口罩等医用防护用品。
本发明主要的作用机理如下:
(1)本发明薄膜材料为聚合物压电材料、中间层材料和摩擦电材料进行三层同轴静电纺丝后,将中间层材料溶解去除得到含有中空间隙的核壳纤维薄膜材料;去除中间层材料形成部分中空核壳结构后,核壳材料之间因得失电子能力差异,能在接触分离过程中产生摩擦电荷,进而使得该薄膜材料能够自发产生静电;
(2)本发明聚合物压电材料选自聚偏氟乙烯及其共聚物,PVDF具有α、β、γ,δ和ε等多种结晶结构,由于β-晶型具有全反式构象,在PVDF晶型中具有最好的压电、铁电和热电性能;但PVDF热力学较稳定的晶体结构是α晶型,β晶型在通常的熔融结晶或溶液结晶过程中不易得到,本发明通过采用三层同轴静电纺丝工艺,在静电纺丝过程中,聚合物压电材料能够发生由α晶相向β晶相的转变,使得所述薄膜材料中的聚合物压电材料具有优异的压电性能,利于终产物自发产生静电。
下面通过具体的实施例和对比例对本发明做进一步详细说明。
实施例1
本实施例以PVDF(牌号是301F,密度是1.75~1.77g/cm3)、聚氯乙烯材料(牌号是SG7,聚合度800)和聚乙二醇(分子量600)为例,采用本发明描述的方法,加工成型可自发产生静电的薄膜样品。具体步骤如下:
配制前驱液:取干燥过的PVDF粉末溶于N,N-二甲基甲酰胺:四氢呋喃=1:1(体积比)的溶剂中,在60℃条件下搅拌5h形成14wt%的前驱液;取干燥过的聚氯乙烯粉末溶于N,N-二甲基甲酰胺中,在50℃条件下搅拌5h形成12wt%的前驱液;取聚乙二醇溶于四氢呋喃中,超声分散均匀形成50wt%的前驱液,将三种前驱液进行真空脱泡。
三层同轴静电纺丝:将上述PVDF前驱液加入与三层同轴喷头最外层相连的注射器中,聚乙二醇前驱液加入与三层同轴喷头中间层相连的注射器中,聚氯乙烯前驱液加入与三层同轴喷头内层相连的注射器中。在温度22℃,湿度50%条件下进行三层同轴静电纺丝。接收距离15cm,电压13kV,外层推注速度为12μL/min,中间层推注速度为8μL/min,内层推注速度为6μL/min。
浸泡去除中间层:将三层同轴静电纺丝得到的薄膜浸泡在95%乙醇溶液中,50℃条件下浸泡24h去除中间层的聚乙二醇材料。
洗涤干燥:将浸泡后的薄膜取出,去离子水洗涤后放入60℃烘箱进行干燥,得到的核壳纤维薄膜厚度约为200μm。
如图1所示,本发明制得的核壳纤维薄膜中,是由多根核壳纤维交织而成,单根核壳纤维的壳层外径约为1~2μm,芯层为0.2~0.8μm,且壳层和芯层之间含有中空间隙。
压电性能测试:将薄膜裁切成2cm*2cm的样品,固定在电极上,通过2.2V的电压,激振器敲击后获取薄膜产生的电压。如图2所示,当振荡频率增加到30Hz时,薄膜输出的正负电压分别升高至154V和-150V,输出电压的值说明薄膜对压力存在明显响应,可以自发地产生电荷。
实施例2
本实施例以PVDF-TrFE(PVDF-TrFE的聚合质量比是70:30)、聚碳酸酯材料(牌号PC110,分子量30000)和聚乙烯吡咯烷酮(K90)为例,采用本发明描述的方法,加工成型可自发产生静电的薄膜样品。具体步骤如下:
配制前驱液:取干燥过的PVDF-TrFE粉末溶于N,N-二甲基甲酰胺:四氢呋喃=1:1(体积比)的溶剂中,在60℃条件下搅拌5h形成15wt%的前驱液;取干燥过的聚碳酸酯粉末溶于N,N-二甲基甲酰胺:四氢呋喃=1:1(体积比)的溶剂中,在80℃条件下搅拌5h形成15wt%的前驱液;取聚乙烯吡咯烷酮溶于乙醇中,超声分散均匀形成12wt%的前驱液,将三种前驱液进行真空脱泡。
三层同轴静电纺丝:将上述PVDF-TrFE前驱液加入与三层同轴喷头最外层相连的注射器中,聚乙烯吡咯烷酮前驱液加入与三层同轴喷头中间层相连的注射器中,聚碳酸酯前驱液加入与三层同轴喷头内层相连的注射器中。在温度22℃,湿度50%条件下进行三层同轴静电纺丝。接收距离15cm,电压12kV,外层推注速度为11μL/min,中间层推注速度为6μL/min,内层推注速度为5μL/min。
浸泡去除中间层:将三层同轴静电纺丝得到的薄膜浸泡在95%乙醇溶液中,50℃条件下浸泡24h去除中间层的聚乙烯吡咯烷酮材料。
洗涤干燥:将浸泡后的薄膜取出,去离子水洗涤后放入60℃烘箱进行干燥,得到的核壳纤维薄膜厚度约为250μm。
压电性能测试:将薄膜裁切成2*2cm的样品,固定在电极上,通过2.2V的电压,激振器敲击后获取薄膜产生的电压。如图3所示,当振荡频率增加到30Hz时,薄膜输出的正负电压分别升高至168V和-158V,输出电压的值说明薄膜对压力存在明显响应,可以自发地产生电荷。
实施例3
本实施例以PVDF(牌号是301F,密度是1.75~1.77g/cm3)、聚丙烯腈材料(分子量80000)和液体石蜡油为例,采用本发明描述的方法,加工成型可自发产生静电的薄膜样品。具体步骤如下:
配制前驱液:取干燥过的PVDF粉末溶于N,N-二甲基甲酰胺:四氢呋喃=1:1(体积比)的溶剂中,在60℃条件下搅拌5h形成16wt%的前驱液;取干燥过的聚丙烯腈粉末溶于N,N-二甲基甲酰胺中,在60℃条件下搅拌4h形成10wt%的前驱液;取液体石蜡油作为中间层前驱液,将三种前驱液进行真空脱泡。
三层同轴静电纺丝:将上述PVDF前驱液加入与三层同轴喷头最外层相连的注射器中,液体石蜡油前驱液加入与三层同轴喷头中间层相连的注射器中,聚丙烯腈前驱液加入与三层同轴喷头内层相连的注射器中。在温度22℃,湿度50%条件下进行三层同轴静电纺丝。接收距离15cm,电压15kV,外层推注速度为20μL/min,中间层推注速度为11μL/min,内层推注速度为8μL/min。
浸泡去除中间层:将三层同轴静电纺丝得到的薄膜浸泡在正己烷中,50℃条件下浸泡12h去除中间层的液体石蜡油。
洗涤干燥:将浸泡后的薄膜取出,去离子水洗涤后放入60℃烘箱进行干燥,得到的核壳纤维薄膜厚度约为150μm。
压电性能测试:将薄膜裁切成2*2cm的样品,固定在电极上,通过2.2V的电压,激振器敲击后获取薄膜产生的电压。如图4所示,当振荡频率增加到30Hz时,薄膜输出的正负电压分别升高至132V和-144V,输出电压的值说明薄膜对压力存在明显响应,可以自发地产生电荷。
对比例1
与实施例1的区别仅在于,去掉中间层,其他步骤和条件与实施例1相同。
结果发现,所制得的产物由于缺少中间层,即使经过95%乙醇溶液浸泡,也无法形成部分中空的核壳结构;该产物中聚合物压电材料和摩擦电材料始终相接触,无法产生摩擦电荷以形成静电场;所得纤维膜只能依靠外层的压电相产生电荷,因此压电输出性能低。
对比例2
与实施例1的区别仅在于,去掉摩擦电材料,仅采用聚合物压电材料和中间层材料进行双层纺丝,其他步骤和条件与实施例1相同。
结果发现,虽然聚合物压电材料形成了部分中空的纤维结构,但其也只能依靠外层的压电相产生电荷,因此压电输出性能低。
对比例3
与实施例2的区别仅在于,将PVDF-TrFE浓度分别改为10%、12%、16%和20%,其他步骤和条件与实施例2相同。
结果发现,PVDF-TRFE浓度改为10%或20%都将导致无法正常形成纤维,而是喷雾或者液斑,因此聚合物压电材料前驱液浓度优选为12~16wt%。
同理,静电纺丝过程中其他工艺条件的改变都会影响纤维的正常成形,例如摩擦电材料作为最内层材料,通过的针头细,而且需要靠外层与中间层的力带动进行拉伸成丝,因此摩擦电材料的浓度和用量存在限制,更高将导致堵喷头。
对比例4
与实施例1的区别仅在于,将芯层材料和壳层材料位置互换,即PVDF前驱液加入内层相连的注射器中,聚氯乙烯前驱液加入最外层相连的注射器中,其他步骤和条件与实施例1相同。
结果发现,芯层与壳层互换,导致芯层为压电层,受敲击振动时压电效应减弱。
对比例5
与实施例1的区别仅在于,延长浸泡时间为48h,其他步骤和条件与实施例1相同。
结果发现,当浸泡时间为48h,所得核壳纤维薄膜材料输出的正负电压相对实施例1略有提升,但该薄膜的力学性能下降,由此表明,本发明中中间层材料是部分去除,通过浸泡工艺以及浸泡时间可以控制所得核壳纤维薄膜自发产生电荷的性能以及力学性能平衡。
综上所述,本发明提供了一种能够自发产生静电的核壳纤维薄膜材料、其制备方法和应用。通过将聚合物压电材料、与聚合物压电材料得失电子能力相差较大的摩擦电材料和易于去除的中间层材料三种材料配制成前驱液,进行三层同轴静电纺丝成型,得到静电纺丝薄膜,然后将得到的静电纺丝薄膜浸泡在能去除中间层材料的萃取剂中,从而得到外壳是聚合物压电材料、内核是摩擦电材料的部分中空核壳结构纤维薄膜,由于静电纺丝过程中聚合物压电材料发生相变,使之具有压电特性,而且核壳材料之间因得失电子能力差异能在接触分离过程中产生摩擦电荷。该制备方法简单,且该薄膜材料用于制备口罩等无纺布材料时,无需高压驻极化处理使其带电荷,而且可以避免驻极化电荷易丧失而导致过滤效率降低的问题;经激振器敲击测试,可以测出薄膜产生的电压最大值为168V,最小值为-158V,再次说明本发明提供的薄膜材料无需静电驻极处理,即可自发通过敲击或振动产生静电;同时控制浸泡温度和时间等工艺条件,部分去除中间层材料,使所得核壳纤维薄膜材料的综合性能最优。
以上所述本发明的具体实施方式,并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形,均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种能够自发产生静电的核壳纤维薄膜材料的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)取聚合物压电材料、摩擦电材料和中间层材料分别配制成三种前驱液;所述聚合物压电材料和摩擦电材料的得失电子能力不同;
(2)以三种前驱液进行三层同轴静电纺丝得到纤维,所述纤维沉积成膜,得到静电纺丝薄膜;
(3)静电纺丝薄膜经过萃取剂浸泡,去除所述纤维中的中间层材料,得到能够自发产生静电的核壳纤维薄膜材料;
所述聚合物压电材料为聚偏氟乙烯及其共聚物中的一种;所述摩擦电材料选自尼龙、聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚对苯二甲酸乙二酯或聚碳酸酯;所述中间层材料选自聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、液体石蜡油或机油;
聚合物压电材料前驱液的质量浓度为10~20%,摩擦电材料前驱液的质量浓度为5~20%;中间层材料前驱液的质量浓度为20~100%;
聚合物压电材料前驱液和摩擦电材料前驱液是在50~80℃条件下搅拌4~6 h形成的;中间层材料前驱液的质量浓度小于100%时,是将中间层材料与溶剂在常温混合,并超声分散均匀得到的;
萃取剂为水、乙醇、正己烷或环己烷中的一种或多种任意比例的混合物;萃取剂浸泡的温度为40~60℃,浸泡时间为12~36 h。
2.根据权利要求1所述的能够自发产生静电的核壳纤维薄膜材料的制备方法,其特征在于,聚合物压电材料为聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物或聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物。
3.根据权利要求1所述的能够自发产生静电的核壳纤维薄膜材料的制备方法,其特征在于,前驱液中的溶剂分别采用N,N-二甲基甲酰胺、四氢呋喃和乙醇中的一种或两种以上任意比例的混合物。
4.根据权利要求1所述的能够自发产生静电的核壳纤维薄膜材料的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,三层同轴静电纺丝接收距离为8~15 cm,电压为10~20 kV,推注速度为4~50 μL/min。
5.如权利要求1至4任一项所述的制备方法制得的能够自发产生静电的核壳纤维薄膜材料。
6.如权利要求5所述的核壳纤维薄膜材料的应用,其特征在于,所述核壳纤维薄膜材料用于制备医用无纺布,该医用无纺布能够自发产生静电。
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