一种PBT-RSF熔喷-静电纺复合材料的制备方法与流程

本发明涉及复合无纺布，具体涉及一种pbt-rsf熔喷-静电纺复合材料的制备方法。

背景技术：

1、在医疗中，输血是一种临床治疗的有效手段，在现代医学中有其不可取代的重要地位，但是输血也存在着一些不安全因素，人体往往由于输注了含白细胞的血液或血液成分产生白细胞抗体，发生多种输血反应如非溶血性热反应、成人呼吸窘迫症等，同时还会引发一些与白细胞相关的病毒传染，如巨细胞病毒、人体免疫缺乏症等，因此在临床医学中为了减少这些副反应必须去除血液中的白细胞。

2、目前国际通用的去除血液中白细胞的方法是使用血液过滤材料进行过滤，血液过滤材料通常是与人体直接或间接接触，用于去除对人体有害的组分或成分的生物医用高分子材料，在白细胞滤器、血小板滤器、人工肾(肾透析器)等新型医疗器械中有着重要的应用前景。熔喷无纺布材料具有超细的纤维结构，能够增大纤维的表面积和空隙率，且空隙分布均匀，具有过滤效率高、容量大、过滤阻力小、耐化学性好等特点，这些特点使得非织造布滤材成为良好的血液过滤材料。

3、通过孔径梯度结构技术制备的生物相容聚对苯二甲酸丁二酯（pbt）-再生丝素蛋白（rsf）熔喷-静电纺复合材料，对血液过滤后白细胞数量远低于国家标准，解决传统材料过滤效率低的难题，使血液的过滤时间缩短一半；但是将pbt与rsf复合后，rsf会影响pbt的强度和耐磨性，从而导致复合材料的强度和耐磨性变差，而且由于熔喷无纺布本身就存在强度低、耐高温性、耐高湿性差，易起毛的问题，不仅进一步影响了复合材料的强度，还造成了复合材料的耐高温性、耐高湿性的降低以及易起毛。

4、为了解决上述问题，目前最常用的方法为加入具有增强作用的填料，但是具有增强作用的填料对复合材料的强度的提高程度有限，而且还会增加复合材料的过滤阻力，降低复合材料的过滤效率和耐化学性。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种pbt-rsf熔喷-静电纺复合材料的制备方法，能够提高制备的pbt-rsf熔喷-静电纺复合材料的强度、耐磨性、耐高温性、耐高湿性，避免起毛的同时，降低pbt-rsf熔喷-静电纺复合材料的过滤阻力，提高pbt-rsf熔喷-静电纺复合材料的过滤效率和耐化学性。

2、为解决以上技术问题，本发明采取的技术方案如下：

3、一种pbt-rsf熔喷-静电纺复合材料的制备方法，由以下步骤组成：制备pbt熔喷布，改性，制备pbt-rsf复合纺丝液，复合；

4、所述制备pbt熔喷布，将增强填料、pbt切片按照质量比为15-18:100混合后进行共混造粒，得到pbt混合切片，然后将pbt混合切片加入双螺杆挤出机中进行熔喷挤出，喷丝，使用高速热气流进行喷吹，熔喷纤维受到牵伸，得到熔喷超细纤维；将熔喷超细纤维进行负压凝集，滚筒卷绕，得到pbt熔喷布；

5、所述熔融挤出的温度为280-300℃；

6、所述高速热气流的温度为270-280℃；

7、所述熔喷超细纤维的直径为2-3μm；

8、所述增强填料的制备方法为：将二水氯化钙加入无水乙醇中，搅拌至完全溶解，得到二水氯化钙的乙醇溶液；然后向二水氯化钙的乙醇溶液和碳酸氢铵加入反应器中，在2-5℃下以180-200rpm的搅拌速度搅拌15-20min，再在40-45℃下静置20-22h后，离心，控制离心时的转速为8000-10000rpm，时间为8-10min，离心结束得到无定型碳酸钙；将质量分数为25-30%的过氧化氢水溶液、无定型碳酸钙、无水乙醇加入反应器中，在40-45℃下以100-120rpm的搅拌速度搅拌40-45min后，离心，控制离心时的的转速为8000-10000rpm，时间为10-12min，离心结束后置于110-115℃下烘干，得到初级增强填料；将初级增强填料与前驱体溶胶按照质量比为10:1-1.2混合均匀后，进行冷冻干燥，控制冷冻干燥时的温度为-40℃至-30℃，时间为7-8h，冷冻干燥后研磨至粒径为100-200nm，得到增强填料；

9、所述增强填料的制备中，二水氯化钙的乙醇溶液中二水氯化钙与无水乙醇的质量比为1.5-2:1000；

10、二水氯化钙的乙醇溶液和碳酸氢铵的质量比为100:10-12；

11、质量分数为25-30%的过氧化氢水溶液、无定型碳酸钙、无水乙醇的质量比为30-32:0.3-0.4:9-10；

12、所述前驱体溶胶的制备方法为：将丙酸、水加入反应器中，在30-35℃下以100-120rpm的搅拌速度搅拌45-55min，缓慢加入氧化镁，控制加入时间为30-40min，加入结束后继续搅拌40-50min，然后在室温下静置1.5-2h，过滤，将滤液浓缩至25℃时的粘度为50-52pa·s，得到前驱体溶胶；

13、所述前驱体溶胶的制备中，丙酸、水、氧化镁的质量比为180-200:130-140:42-45。

14、所述改性，使用高速热气流向pbt熔喷布上均匀喷吹纤维素短纤维，控制高速热气流的温度为220-230℃，pbt熔喷布与纤维素短纤维的质量比为100:10-30，喷吹结束进行5-6万伏的高压驻极处理，得到改性后的pbt熔喷布；

15、所述纤维素短纤维的制备方法为：将壳聚糖、水、醋酸加入反应釜中，在60-70℃下以180-200rpm的搅拌速度搅拌30-40min，滴加γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷，控制滴加速度为6-8g/min，滴加结束后，将温度升高至90-95℃，在90-95℃下搅拌3-4h，使用质量分数为6-8%的氢氧化钠水溶液将ph调至8-9，得到混合液；将棉纤维浸泡于混合液中，控制棉纤维与混合液的质量比为40-45:100，在50-60℃下静置4-5h，将棉纤维取出，进行沥水、脱水后，置于110-120℃下烘干，然后切断至长度为10-20mm，得到纤维素短纤维；

16、所述纤维素短纤维的制备中，壳聚糖、水、醋酸、γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷的质量比为8-9:60-65:1-1.1:2-2.2。

17、所述制备pbt-rsf复合纺丝液，将pbt切片、rsf混合均匀后加入六氟异丙醇中，搅拌至完全溶解，得到复合纺丝液；

18、所述制备pbt-rsf复合纺丝液中，pbt切片、rsf、六氟异丙醇的质量比为100:20-50:800-900。

19、所述复合，将复合纺丝液注入静电纺丝机中进行静电纺丝，并使用改性后的pbt熔喷布进行接收，控制注射器的容积为30ml，针头内径为0.8-1mm，推进速度为0.9-1ml/h，接收距离为12-15cm，纺丝电压为15-20kv，静电纺丝结束得到pbt-rsf熔喷-静电纺复合材料。

20、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

21、（1）本发明的pbt-rsf熔喷-静电纺复合材料的制备方法，通过在制备pbt熔喷布中加入增强填料，能够提高制备的pbt-rsf熔喷-静电纺复合材料的强度和耐磨性，制备的pbt-rsf熔喷-静电纺复合材料纵向抗拉强度为385-394n/5cm，横向抗拉强度为275-282n/5cm，纵向断裂强度为42-45n/5cm，横向断裂强度为26-29n/5cm，摩擦系数为1.2-1.5；

22、（2）本发明的pbt-rsf熔喷-静电纺复合材料的制备方法，通过对制备的pbt熔喷布进行改性制成改性后的pbt熔喷布，能够提高制备的pbt-rsf熔喷-静电纺复合材料的耐高温性，将制备的pbt-rsf熔喷-静电纺复合材料置于温度为50℃，湿度为60%的环境下静置30d，纵向抗拉强度为381-391n/5cm，横向抗拉强度为273-279n/5cm，纵向断裂强度为40-45n/5cm，横向断裂强度为24-28n/5cm；

23、（3）本发明的pbt-rsf熔喷-静电纺复合材料的制备方法，通过对制备的pbt熔喷布进行改性制成改性后的pbt熔喷布，能够提高制备的pbt-rsf熔喷-静电纺复合材料的耐高湿性，将制备的pbt-rsf熔喷-静电纺复合材料置于温度为20℃，湿度为90%的环境下静置30d，纵向抗拉强度为384-392n/5cm，横向抗拉强度为272-280n/5cm，纵向断裂强度为40-44n/5cm，横向断裂强度为24-27n/5cm；

24、（4）本发明的pbt-rsf熔喷-静电纺复合材料的制备方法，通过对制备的pbt熔喷布进行改性制成改性后的pbt熔喷布，能够避免制备的pbt-rsf熔喷-静电纺复合材料发生起毛，将制备的pbt-rsf熔喷-静电纺复合材料置于温度为23℃，湿度为60%的环境中静置100d后无起毛；

25、（5）本发明的pbt-rsf熔喷-静电纺复合材料的制备方法，通过对制备的pbt熔喷布进行改性制成改性后的pbt熔喷布，能够降低pbt-rsf熔喷-静电纺复合材料的过滤阻力，提高pbt-rsf熔喷-静电纺复合材料的过滤效率，本发明制备的pbt-rsf熔喷-静电纺复合材料在用于对血液中的白细胞进行过滤时，过滤阻力为22-25pa，过滤效率为99.81-99.88%；

26、（6）本发明的pbt-rsf熔喷-静电纺复合材料的制备方法，通过在制备pbt熔喷布中加入增强填料，能够提高制备的pbt-rsf熔喷-静电纺复合材料的耐化学性，将本发明制备的pbt-rsf熔喷-静电纺复合材料完全浸泡于质量分数为10%的盐酸水溶液中，在23℃下完全浸泡10d后，纵向抗拉强度为378-384n/5cm，横向抗拉强度为271-277n/5cm，纵向断裂强度为39-43n/5cm，横向断裂强度为24-27n/5cm；将本发明制备的pbt-rsf熔喷-静电纺复合材料完全浸泡于质量分数为10%的氢氧化钠水溶液中，在23℃下完全浸泡10d后，纵向抗拉强度为380-391n/5cm，横向抗拉强度为272-279n/5cm，纵向断裂强度为41-44n/5cm，横向断裂强度为24-28n/5cm。