CN114990782B - 一种对水汽具有透光响应的纳米纤维膜制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于防护用品技术领域，提供了一种对水汽具有透光响应的纳米纤维膜制备方法，该纳米纤维膜的制备方法为：将一种水溶性高分子材料置于溶剂中加热搅拌至溶解，冷却后引入另一高分子材料聚甲基乙烯基醚的溶液，均匀混合后调节pH值，得到纺丝前驱液，用滚筒作为接收装置，将上述纺丝前驱液进行静电纺丝，得到静电纺纤维膜，用交联剂溶液的蒸汽处理上述静电纺纤维膜，使之发生交联反应，得到所述纳米纤维膜，本发明制得的一种对水汽具有透光响应、阻隔紫外线的纳米纤维膜，其过滤效率高、压降小，在个人防护用品领域具有良好的应用前景。

Description

一种对水汽具有透光响应的纳米纤维膜制备方法
技术领域
本发明属于防护用品技术领域，涉及一种对水汽具有透光响应的纳米纤维膜制备方法。
背景技术
近年来，空气污染已成为世界范围内的主要环境问题，被污染的空气含有大小不同的颗粒物和化学混合物，微小的颗粒物夹杂在空气中进入人体的呼吸***，严重危害人类健康。佩戴口罩可有效阻断颗粒物和飞沫传播，口罩已成为个人防护必需品，在防止病毒传播方面发挥重要作用。
当前大多数商业口罩过滤膜是通过熔喷制造的，熔喷可生产微米级别的纤维膜，鉴于病毒及颗粒污染物的微小尺寸，精细结构的纤维膜能进一步提高过滤效率和防护性能。静电纺纤维膜具有高孔隙率、高比表面积、孔径小等优点，能提供更高的过滤效率和透气性，在防护方面发挥了关键作用。
日常生活中，在人员密集的封闭环境下需要一直佩戴口罩，口罩的防护效率与佩戴时间有直接关系，按时更换口罩十分重要，而人们常忘记按时更换，现有纤维膜口罩长时间佩戴后外观不变，无法直观地提醒更换口罩，防护能力大打折扣。同时由于长时间佩戴口罩，人体呼出的水汽或汗液会凝结在口罩内壁，口罩内部潮湿的环境使人具有不适感，且影响透气性，尤其对于佩戴眼镜的人群，呼出的水汽在眼镜上凝结形成小水珠，阻碍视线，给人带来很大困扰。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种对水汽具有透光响应的纳米纤维膜制备方法，旨在调节复合静电纺纳米纤维膜的透光响应程度，实现呼吸作用后的可视化透光效果，同时吸收呼吸作用产生的水汽，解决背景技术中提出的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种对水汽具有透光响应的纳米纤维膜制备方法，其包括以下步骤：
将一种水溶性高分子材料置于溶剂中，在一定温度下搅拌溶解，冷却后引入另一高分子材料聚甲基乙烯基醚的溶液搅拌均匀并调节pH值，得到纺丝前驱液；
以覆盖铝箔的滚筒作为接收装置，对上述纺丝前驱液进行静电纺丝，得到静电纺纤维膜；以及
使静电纺纤维膜经过一种交联剂溶液的蒸汽处理，得到一种对于水汽具有透光响应的纳米纤维膜；
所述水溶性高分子材料独立地为聚乙烯醇、聚乙二醇、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚乙烯吡咯烷酮中的一种或几种；
所述溶剂独立地为水、乙醇、盐酸、甲苯、丙酮中的一种或几种；
所述交联剂为戊二醛、甲醛、丁二醛、乙二醛中的一种或几种。
作为本发明实施例的一个优选方案，所述两种不同的高分子材料分别为聚乙烯醇和聚甲基乙烯基醚，所述交联剂为戊二醛；
所述的一种对水汽具有透光响应的纳米纤维膜制备方法具体包括以下步骤：
将聚乙烯醇颗粒溶解在60℃的去离子水中搅拌至溶解，冷却至室温后引入聚甲基乙烯基醚溶液并混合均匀，用盐酸将溶液pH值调节至3，得到纺丝前驱液；
以滚筒作为接收装置，将上述纺丝前驱液通过推进泵进行静电纺丝，得到静电纺纤维膜；以及
用戊二醛溶液的蒸汽处理静电纺纤维膜，得到所述对于水汽具有透光响应的纳米纤维膜。
作为本发明实施例的另一个优选方案，所述聚乙烯醇与聚甲基乙烯基醚的共溶剂的质量比为(1):(1～3)。
作为本发明实施例的另一个优选方案，所述静电纺丝步骤中，静电纺丝的电压为12～20kV。
作为本发明实施例的另一个优选方案，所述静电纺丝步骤中，推进泵的推进速度为0.4～0.8mL/h。
作为本发明实施例的另一个优选方案，所述步骤中，戊二醛溶液蒸汽处理时间为1～3h。
本发明实施例的另一目的在于提供一种上述制备方法制得的对于水汽具有透光响应的纳米纤维膜。
作为本发明实施例的另一个优选方案，所述纳米纤维膜的纤维直径为0.1～1.4μm，6小时水汽后透光率为73％，过滤效率达88％。
本发明实施例的另一目的在于提供一种上述的纳米纤维膜在个人防护中的应用。
本发明实施例提供的一种对水汽具有透光响应的纳米纤维膜制备方法，利用静电纺丝技术制备了一种静电纺纤维膜，该膜在纺制完成时是不透光的，因为纳米纤维与空气之间不匹配的折射指数引起光散射；然后用交联剂的蒸汽处理纤维膜，使两种高分子材料发生交联，通过控制交联时间，使纤维膜仍保持不透光状态；最后用水蒸汽处理，随着时间的延长，纤维膜逐渐变得透光，同时具有高过滤效率、低压降等特点，这种功能性静电纺纳米纤维膜可以为防水汽透光口罩的研发提供新思路。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种对水汽具有透光响应的纳米纤维膜制备方法的流程示意图。
图2为本发明PVA、PVA-C、PP、PP-C纤维膜扫描电镜图。
图3为本发明PVA、PVA-C、PVA-C呼吸处理6小时(PVAw-C)、PP、PP-C、PP-C呼吸处理6小时(PPw-C)透光率图。
图4为本发明PVA、PVA-C、PP、PP-C提供的静电纺纳米纤维膜对PM1.0及PM2.5的过滤效率图。
图5为本发明PVA、PVA-C、PP、PP-C的静电纺纳米纤维膜的压降图。
图6为本发明实施例2提供的纳米纤维膜在呼吸作用6小时内对PM1.0及PM2.5的过滤效率变化图。
具体实施方式
下面将结合具体实施方式，进一步阐述本发明。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种对水汽具有透光响应的纳米纤维膜制备方法，所述纳米纤维膜的制备方法包括以下步骤：
S1、将一种水溶性高分子材料置于溶剂中，在一定温度下搅拌溶解，冷却后引入另一高分子材料聚甲基乙烯基醚的溶液搅拌均匀并调节pH值，得到纺丝前驱液；
S2、以覆盖铝箔的滚筒作为接收装置，对上述纺丝前驱液进行静电纺丝，得到静电纺纤维膜；以及
S3、使静电纺纤维膜经过一种交联剂溶液的蒸汽处理，得到一种对于水汽具有透光响应的纳米纤维膜；
所述水溶性高分子材料独立地为聚乙烯醇、聚乙二醇、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚乙烯吡咯烷酮中的一种或几种；
所述溶剂独立地为水、乙醇、盐酸、甲苯、丙酮中的一种或几种；
所述交联剂为戊二醛、甲醛、丁二醛、乙二醛中的一种或几种。
对比例1
该对比例提供了一种对水汽具有透光响应的纳米纤维膜制备方法，其包括以下步骤：
S1、称取一定量的聚乙烯醇(PVA)颗粒溶解在60℃的去离子水中并温和搅拌直至完全溶解，制备成12％的聚乙烯醇溶液，然后使用盐酸将溶液的pH值调节至3，得到酸化纺丝前驱液。
S2、静电纺丝设备如附图1中所示，将高压电源正极与注射器针头连接，负极与覆盖在滚筒上的铝箔连接，设置滚筒的转速为150rpm，在16kV的恒定电压和20cm的纺丝距离下，将上述酸化的纺丝前驱液注入5mL塑料注射器内，推进泵的推进速度为0.6mL/h，环境相对湿度和室温分别控制在50±0.3％和25±0.2℃，接通电源纺丝7h，得到PVA纤维膜。
对比例2
该对比例提供了一种对水汽具有透光响应的纳米纤维膜制备方法，其包括以下步骤：
S1、称取一定量的聚乙烯醇(PVA)颗粒溶解在60℃的去离子水中并温和搅拌直至完全溶解，制备成12％的聚乙烯醇溶液，然后使用盐酸将溶液的pH值调节至3，得到酸化纺丝前驱液。
S2、静电纺丝设备如附图1中所示，将高压电源正极与注射器针头连接，负极与覆盖在滚筒上的铝箔连接，设置滚筒的转速为150rpm，在16kV的恒定电压和20cm的纺丝距离下，将上述酸化的纺丝前驱液注入5mL塑料注射器内，推进泵的推进速度为0.6mL/h，环境相对湿度和室温分别控制在50±0.3％和25±0.2℃，接通电源纺丝7h，得到PVA纤维膜。
S3、蒸汽设备如附图1中所示，将质量分数50％的戊二醛(GA)溶液和去离子水以1:1的体积比混合，配制成2.8mol/L的GA溶液，将所制备的PVA纤维膜和GA溶液放入密封容器中，交联温度为30℃，GA蒸汽渗入纤维膜并在3小时内交联。
实施例1
该实施例提供了一种对水汽具有透光响应的纳米纤维膜制备方法，其包括以下步骤：
S1、称取一定量的聚乙烯醇(PVA)颗粒溶解在60℃的去离子水中并温和搅拌直至完全溶解，制备成12％的聚乙烯醇溶液；待溶液冷却至室温后，加入一定量的质量分数为30％的聚甲基乙烯基醚(PVME)水溶液，其中，聚乙烯醇和聚甲基乙烯基醚的质量比为1:2，随后快速搅拌形成均匀的淡黄色溶液；最后使用盐酸将溶液的pH值调节至3，得到酸化纺丝前驱液。
S2、静电纺丝设备如附图1中所示，将高压电源正极与注射器针头连接，负极与覆盖在滚筒上的铝箔连接，设置滚筒的转速为150rpm，在16kV的恒定电压和20cm的纺丝距离下，将上述酸化的纺丝前驱液注入5mL塑料注射器内，推进泵的推进速度为0.6mL/h，环境相对湿度和室温分别控制在50±0.3％和25±0.2℃，接通电源纺丝7h，得到PVA-PVME纤维膜。
实施例2
该实施例提供了一种对水汽具有透光响应的纳米纤维膜制备方法，其包括以下步骤：
S1、称取一定量的聚乙烯醇(PVA)颗粒溶解在60℃的去离子水中并温和搅拌直至完全溶解，制备成12％的聚乙烯醇溶液；待溶液冷却至室温后，加入一定量的质量分数为30％的聚甲基乙烯基醚(PVME)水溶液，其中，聚乙烯醇和聚甲基乙烯基醚的质量比为1:2，随后快速搅拌形成均匀的淡黄色溶液；最后使用盐酸将溶液的pH值调节至3，得到酸化纺丝前驱液。
S2、静电纺丝设备如附图1中所示，将高压电源正极与注射器针头连接，负极与覆盖在滚筒上的铝箔连接，设置滚筒的转速为150rpm，在16kV的恒定电压和20cm的纺丝距离下，将上述酸化的纺丝前驱液注入5mL塑料注射器内，推进泵的推进速度为0.6mL/h，环境相对湿度和室温分别控制在50±0.3％和25±0.2℃，接通电源纺丝7h，得到PVA-PVME纤维膜。
S3、蒸汽设备如附图1中所示，将质量分数50％的戊二醛(GA)溶液和去离子水以1:1的体积比混合，配制成2.8mol/L的GA溶液。将所制备的PVA-PVME纤维膜和GA溶液放入密封容器中，交联温度为30℃，GA蒸汽渗入纤维膜并在3小时内交联。
实施例3
该实施例提供了一种对水汽具有透光响应的纳米纤维膜制备方法，其包括以下步骤：
S1、称取一定量的聚乙烯醇(PVA)颗粒溶解在60℃的去离子水中并温和搅拌直至完全溶解，制备成12％的聚乙烯醇溶液；待溶液冷却至室温后，加入一定量的质量分数为30％的聚甲基乙烯基醚(PVME)水溶液，其中，聚乙烯醇和聚甲基乙烯基醚的质量比为1:1，随后快速搅拌形成均匀的淡黄色溶液；最后使用盐酸将溶液的pH值调节至3，得到酸化纺丝前驱液。
S2、静电纺丝设备如附图1中所示，将高压电源正极与注射器针头连接，负极与覆盖在滚筒上的铝箔连接，设置滚筒的转速为150rpm，在16kV的恒定电压和20cm的纺丝距离下，将上述酸化的纺丝前驱液注入5mL塑料注射器内，推进泵的推进速度为0.6mL/h，环境相对湿度和室温分别控制在50±0.3％和25±0.2℃，接通电源纺丝7h，得到PVA-PVME纤维膜。
S3、蒸汽设备如附图1中所示，将质量分数50％的戊二醛(GA)溶液和去离子水以1:1的体积比混合，配制成2.8mol/L的GA溶液，将所制备的PVA-PVME纤维膜和GA溶液放入密封容器中，交联温度为30℃，GA蒸汽渗入纤维膜并在3小时内交联。
实施例4
该实施例提供了一种对水汽具有透光响应的纳米纤维膜制备方法，其包括以下步骤：
S1、称取一定量的聚乙烯醇(PVA)颗粒溶解在60℃的去离子水中并温和搅拌直至完全溶解，制备成12％的聚乙烯醇溶液；待溶液冷却至室温后，加入一定量的质量分数为30％的聚甲基乙烯基醚(PVME)水溶液，其中，聚乙烯醇和聚甲基乙烯基醚的质量比为1:3，随后快速搅拌形成均匀的淡黄色溶液；最后使用盐酸将溶液的pH值调节至3，得到酸化纺丝前驱液。
S2、静电纺丝设备如附图1中所示，将高压电源正极与注射器针头连接，负极与覆盖在滚筒上的铝箔连接，设置滚筒的转速为150rpm，在16kV的恒定电压和20cm的纺丝距离下，将上述酸化的纺丝前驱液注入5mL塑料注射器内，推进泵的推进速度为0.6mL/h，环境相对湿度和室温分别控制在50±0.3％和25±0.2℃，接通电源纺丝7h，得到PVA-PVME纤维膜。
S3、蒸汽设备如附图1中所示，将质量分数50％的戊二醛(GA)溶液和去离子水以1:1的体积比混合，配制成2.8mol/L的GA溶液，将所制备的PVA-PVME纤维膜和GA溶液放入密封容器中，交联温度为30℃，GA蒸汽渗入纤维膜并在3小时内交联。
实施例5
该实施例提供了一种对水汽具有透光响应的纳米纤维膜制备方法，其包括以下步骤：
S1、称取一定量的聚乙烯醇(PVA)颗粒溶解在60℃的去离子水中并温和搅拌直至完全溶解，制备成12％的聚乙烯醇溶液；待溶液冷却至室温后，加入一定量的质量分数为30％的聚甲基乙烯基醚(PVME)水溶液，其中，聚乙烯醇和聚甲基乙烯基醚的质量比为1:4，随后快速搅拌形成均匀的淡黄色溶液；最后使用盐酸将溶液的pH值调节至3，得到酸化纺丝前驱液。
S2、静电纺丝设备如附图1中所示，将高压电源正极与注射器针头连接，负极与覆盖在滚筒上的铝箔连接，设置滚筒的转速为150rpm，在16kV的恒定电压和20cm的纺丝距离下，将上述酸化的纺丝前驱液注入5mL塑料注射器内，推进泵的推进速度为0.6mL/h，环境相对湿度和室温分别控制在50±0.3％和25±0.2℃，接通电源纺丝7h，得到PVA-PVME纤维膜。
S3、蒸汽设备如附图1中所示，将质量分数50％的戊二醛(GA)溶液和去离子水以1:1的体积比混合，配制成2.8mol/L的GA溶液，将所制备的PVA-PVME纤维膜和GA溶液放入密封容器中，交联温度为30℃，GA蒸汽渗入纤维膜并在3小时内交联。
实施例6
该实施例提供了一种对水汽具有透光响应的纳米纤维膜制备方法，其包括以下步骤：
S1、称取一定量的聚乙烯醇(PVA)颗粒溶解在60℃的去离子水中并温和搅拌直至完全溶解，制备成12％的聚乙烯醇溶液；待溶液冷却至室温后，加入一定量的质量分数为30％的聚甲基乙烯基醚(PVME)水溶液，其中，聚乙烯醇和聚甲基乙烯基醚的质量比为1:2，随后快速搅拌形成均匀的淡黄色溶液；最后使用盐酸将溶液的pH值调节至3，得到酸化纺丝前驱液。
S2、静电纺丝设备如附图1中所示，将高压电源正极与注射器针头连接，负极与覆盖在滚筒上的铝箔连接，设置滚筒的转速为150rpm，在12kV的恒定电压和20cm的纺丝距离下，将上述酸化的纺丝前驱液注入5mL塑料注射器内，推进泵的推进速度为0.6mL/h，环境相对湿度和室温分别控制在50±0.3％和25±0.2℃，接通电源纺丝7h，得到PVA-PVME纤维膜。
S3、蒸汽设备如附图1中所示，将质量分数50％的戊二醛(GA)溶液和去离子水以1:1的体积比混合，配制成2.8mol/L的GA溶液，将所制备的PVA-PVME纤维膜和GA溶液放入密封容器中，交联温度为30℃，GA蒸汽渗入纤维膜并在3小时内交联。
实施例7
该实施例提供了一种对水汽具有透光响应的纳米纤维膜制备方法，其包括以下步骤：
S1、称取一定量的聚乙烯醇(PVA)颗粒溶解在60℃的去离子水中并温和搅拌直至完全溶解，制备成12％的聚乙烯醇溶液；待溶液冷却至室温后，加入一定量的质量分数为30％的聚甲基乙烯基醚(PVME)水溶液，其中，聚乙烯醇和聚甲基乙烯基醚的质量比为1:2，随后快速搅拌形成均匀的淡黄色溶液；最后使用盐酸将溶液的pH值调节至3，得到酸化纺丝前驱液。
S2、静电纺丝设备如附图1中所示，将高压电源正极与注射器针头连接，负极与覆盖在滚筒上的铝箔连接，设置滚筒的转速为150rpm，在20kV的恒定电压和20cm的纺丝距离下，将上述酸化的纺丝前驱液注入5mL塑料注射器内，推进泵的推进速度为0.6mL/h，环境相对湿度和室温分别控制在50±0.3％和25±0.2℃，接通电源纺丝7h，得到PVA-PVME纤维膜。
S3、蒸汽设备如附图1中所示，将质量分数50％的戊二醛(GA)溶液和去离子水以1:1的体积比混合，配制成2.8mol/L的GA溶液，将所制备的PVA-PVME纤维膜和GA溶液放入密封容器中，交联温度为30℃，GA蒸汽渗入纤维膜并在3小时内交联。
实施例8
该实施例提供了一种对水汽具有透光响应的纳米纤维膜制备方法，其包括以下步骤：
S1、称取一定量的聚乙烯醇(PVA)颗粒溶解在60℃的去离子水中并温和搅拌直至完全溶解，制备成12％的聚乙烯醇溶液；待溶液冷却至室温后，加入一定量的质量分数为30％的聚甲基乙烯基醚(PVME)水溶液，其中，聚乙烯醇和聚甲基乙烯基醚的质量比为1:2，随后快速搅拌形成均匀的淡黄色溶液；最后使用盐酸将溶液的pH值调节至3，得到酸化纺丝前驱液。
S2、静电纺丝设备如附图1中所示，将高压电源正极与注射器针头连接，负极与覆盖在滚筒上的铝箔连接，设置滚筒的转速为150rpm，在16kV的恒定电压和20cm的纺丝距离下，将上述酸化的纺丝前驱液注入5mL塑料注射器内，推进泵的推进速度为0.4mL/h，环境相对湿度和室温分别控制在50±0.3％和25±0.2℃，接通电源纺丝7h，得到PVA-PVME纤维膜。
S3、蒸汽设备如附图1中所示，将质量分数50％的戊二醛(GA)溶液和去离子水以1:1的体积比混合，配制成2.8mol/L的GA溶液，将所制备的PVA-PVME纤维膜和GA溶液放入密封容器中，交联温度为30℃，GA蒸汽渗入纤维膜并在3小时内交联。
实施例9
该实施例提供了一种对水汽具有透光响应的纳米纤维膜制备方法，其包括以下步骤：
S1、称取一定量的聚乙烯醇(PVA)颗粒溶解在60℃的去离子水中并温和搅拌直至完全溶解，制备成12％的聚乙烯醇溶液；待溶液冷却至室温后，加入一定量的质量分数为30％的聚甲基乙烯基醚(PVME)水溶液，其中，聚乙烯醇和聚甲基乙烯基醚的质量比为1:2，随后快速搅拌形成均匀的淡黄色溶液；最后使用盐酸将溶液的pH值调节至3，得到酸化纺丝前驱液。
S2、静电纺丝设备如附图1中所示，将高压电源正极与注射器针头连接，负极与覆盖在滚筒上的铝箔连接，设置滚筒的转速为150rpm，在16kV的恒定电压和20cm的纺丝距离下，将上述酸化的纺丝前驱液注入5mL塑料注射器内，推进泵的推进速度为0.8mL/h，环境相对湿度和室温分别控制在50±0.3％和25±0.2℃，接通电源纺丝7h，得到PVA-PVME纤维膜。
S3、蒸汽设备如附图1中所示，将质量分数50％的戊二醛(GA)溶液和去离子水以1:1的体积比混合，配制成2.8mol/L的GA溶液，将所制备的PVA-PVME纤维膜和GA溶液放入密封容器中，交联温度为30℃，GA蒸汽渗入纤维膜并在3小时内交联。
实施例10
该实施例提供了一种对水汽具有透光响应的纳米纤维膜制备方法，其包括以下步骤：
S1、称取一定量的聚乙烯醇(PVA)颗粒溶解在60℃的去离子水中并温和搅拌直至完全溶解，制备成12％的聚乙烯醇溶液；待溶液冷却至室温后，加入一定量的质量分数为30％的聚甲基乙烯基醚(PVME)水溶液，其中，聚乙烯醇和聚甲基乙烯基醚的质量比为1:2，随后快速搅拌形成均匀的淡黄色溶液；最后使用盐酸将溶液的pH值调节至3，得到酸化纺丝前驱液。
S2、静电纺丝设备如附图1中所示，将高压电源正极与注射器针头连接，负极与覆盖在滚筒上的铝箔连接，设置滚筒的转速为150rpm，在16kV的恒定电压和20cm的纺丝距离下，将上述酸化的纺丝前驱液注入5mL塑料注射器内，推进泵的推进速度为0.6mL/h，环境相对湿度和室温分别控制在50±0.3％和25±0.2℃，接通电源纺丝7h，得到PVA-PVME纤维膜。
S3、蒸汽设备如附图1中所示，将质量分数50％的戊二醛(GA)溶液和去离子水以1:1的体积比混合，配制成2.8mol/L的GA溶液，将所制备的PVA-PVME纤维膜和GA溶液放入密封容器中，交联温度为30℃，GA蒸汽渗入纤维膜并在2小时内交联。
实施例11
该实施例提供了一种对水汽具有透光响应的纳米纤维膜制备方法，其包括以下步骤：
S1、称取一定量的聚乙烯醇(PVA)颗粒溶解在60℃的去离子水中并温和搅拌直至完全溶解，制备成12％的聚乙烯醇溶液；待溶液冷却至室温后，加入一定量的质量分数为30％的聚甲基乙烯基醚(PVME)水溶液，其中，聚乙烯醇和聚甲基乙烯基醚的质量比为1:2，随后快速搅拌形成均匀的淡黄色溶液；最后使用盐酸将溶液的pH值调节至3，得到酸化纺丝前驱液。
S2、静电纺丝设备如附图1中所示，将高压电源正极与注射器针头连接，负极与覆盖在滚筒上的铝箔连接，设置滚筒的转速为150rpm，在16kV的恒定电压和20cm的纺丝距离下，将上述酸化的纺丝前驱液注入5mL塑料注射器内，推进泵的推进速度为0.6mL/h，环境相对湿度和室温分别控制在50±0.3％和25±0.2℃，接通电源纺丝7h，得到PVA-PVME纤维膜。
S3、蒸汽设备如附图1中所示，将质量分数50％的戊二醛(GA)溶液和去离子水以1:1的体积比混合，配制成2.8mol/L的GA溶液，将所制备的PVA-PVME纤维膜和GA溶液放入密封容器中，交联温度为30℃，GA蒸汽渗入纤维膜并在1小时内交联。
本发明实施例使用静电纺丝技术制备聚乙烯醇(PVA)和聚甲基乙烯基醚(PVME)的复合静电纺纳米纤维膜，以戊二醛(GA)作为交联剂使二者发生交联反应，聚乙烯醇(PVA)是一种生物可降解的高分子材料，具有良好的使用性能和环境友好性能，成膜性好，聚甲基乙烯基醚(PVME)是一种亲水性聚合物，具有无毒、可生物相容等特点。通过控制交联时间，使交联后的纳米纤维膜保持不透光状态，然后用水蒸汽处理，随着时间的延长，纤维膜逐渐变得透光，当人体呼出的水汽凝结在口罩内壁时，使纤维膜逐渐透光，以此提醒及时更换口罩，交联后的纳米纤维仍可有效过滤微小的颗粒污染物，力学性能提高，压降小。
因此，本发明提供了一种可透光识别、吸收水汽以提高佩戴舒适度的纳米纤维膜，在个人防护领域具有良好的应用前景。
实验例：
一、上述对比例1～2，实施例1～2制得的(a)PVA、(b)PVA-C、(c)PP、(d)PP-C静电纺纳米纤维膜的形貌如附图2所示，PVA平均纤维直径0.537μm，纤维发生部分缠结；交联处理时，PVA的羟基与GA的醛基发生醇醛缩合反应，PVA-C平均纤维直径为0.377μm，纤维缠结程度增加；PP平均纤维直径0.413μm，形态均匀；PP-C平均纤维直径为0.347μm，交联处理后纤维直径减小，透光率增加。
二、上述对比例1～2，实施例1～2制得的静电纺纳米纤维膜及呼吸处理后的透光率情况如附图3所示，PVA、PVA-C、PVA-C呼吸处理6小时、PP、PP-C的静电纺纳米纤维膜透光率极低，PP-C呼吸处理6小时后，透光率可达73％，这是由于水与纤维膜折射率差相对于与空气的折射率差较小，当水汽填充到纤维膜空隙中后，入射光因折射率差引起的光损失减小，使透光率增加。
三、上述对比例1～2，实施例1～2制得的静电纺纳米纤维膜的对PM1.0及PM2.5的过滤效率如附图4所示，过滤效率保持在96％以上。
四、上述对比例1～2，实施例1～2制得的静电纺纳米纤维膜的压降如附图5所示，从图中可以看出，PVA、PVA-PVME纤维膜交联后，压降为12％。
五、上述实施例2制得的纳米纤维膜在6小时内对PM1.0及PM2.5的过滤效率的变化如附图6所示，从图中可以看出，过滤效率一直保持在较高水平，6小时后过滤效率可达88％以上。
文中所描述的具体实施例仅是对本发明精神作举例说明，对于本领域的普通技术人员而言，可以对上述的具体实施例中的技术方案进行适当组合或补充或采取类似的方式替代，但不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。。

Claims (8)

1.一种对水汽具有透光响应的纳米纤维膜制备方法，其特征在于，所述纳米纤维膜的制备方法包括以下步骤：
将一种水溶性高分子材料置于溶剂中，在一定温度下搅拌溶解，冷却后引入另一高分子材料聚甲基乙烯基醚的溶液搅拌均匀并调节pH值，得到纺丝前驱液；
以覆盖铝箔的滚筒作为接收装置，对上述纺丝前驱液进行静电纺丝，得到静电纺纤维膜；以及
使静电纺纤维膜经过一种交联剂溶液的蒸汽处理，得到一种对于水汽具有透光响应的纳米纤维膜，用交联剂的蒸汽处理纤维膜，使两种高分子材料发生交联，通过控制交联时间，使纤维膜仍保持不透光状态，最后用水蒸汽处理，随着时间的延长，纤维膜逐渐变得透光，为防水汽透光口罩的研发提供新思路；
所述水溶性高分子材料独立地为聚乙烯醇、聚乙二醇、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚乙烯吡咯烷酮中的一种或几种；
所述溶剂独立地为水、乙醇、盐酸、甲苯、丙酮中的一种或几种；
所述交联剂为戊二醛、甲醛、丁二醛、乙二醛中的一种或几种，所述戊二醛溶液蒸汽处理时间为1~3h；
所述纳米纤维膜6小时水汽后透光率为73%，过滤效率达88%。
2.根据权利要求1所述的一种对水汽具有透光响应的纳米纤维膜制备方法，其特征在于，所述两种不同的高分子材料分别为聚乙烯醇和聚甲基乙烯基醚，所述交联剂为戊二醛；
所述的一种对水汽具有透光响应的纳米纤维膜制备方法具体包括以下步骤：
将聚乙烯醇颗粒溶解在60℃的去离子水中搅拌至溶解，冷却至室温后引入聚甲基乙烯基醚溶液并混合均匀，用盐酸将溶液pH值调节至3，得到纺丝前驱液；
以滚筒作为接收装置，将上述纺丝前驱液通过推进泵进行静电纺丝，得到静电纺纤维膜；以及
用戊二醛溶液的蒸汽处理静电纺纤维膜，得到所述对于水汽具有透光响应的纳米纤维膜。
3.根据权利要求2所述的一种对水汽具有透光响应的纳米纤维膜制备方法，其特征在于，聚乙烯醇与聚甲基乙烯基醚的共溶剂的质量比为(1):(1~3)。
4.根据权利要求2所述的一种对水汽具有透光响应的纳米纤维膜制备方法，其特征在于，所述静电纺丝步骤中，静电纺丝的电压为12~20kV。
5.根据权利要求2所述的一种对水汽具有透光响应的纳米纤维膜制备方法，其特征在于，所述静电纺丝步骤中，推进泵的推进速度为0.4~0.8mL/h。
6.一种如权利要求1~5中任一项所述制备方法制得的对于水汽具有透光响应的纳米纤维膜。
7.根据权利要求6所述的一种对于水汽具有透光响应的纳米纤维膜，其特征在于，所述纳米纤维膜的纤维直径为0.1~1.4μm。
8.一种如权利要求6或7所述的纳米纤维膜在个人防护中的应用。
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