【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及可降解聚合物纤维，特别是涉及一种具有选择性催化自降解功能的聚合物纤维膜及其制备方法和应用。
技术介绍
1、近年来微塑料污染问题已成为全球最严重的环境问题之一，而众多微塑料类型中，纤维占比最大，因此，解决废弃纤维污染问题已成为了最迫切的问题之一。可降解材料一直被认为是传统非降解材料的替代材料，是解决塑料污染问题最有效的方法之一。
2、目前市场上应用最广泛的可降解材料仍是生物可降解材料，但是生物可降解材料的降解条件苛刻，降解性能受环境影响的因素太多，例如微生物的种类、微生物的分布、湿度、ph等，且所需要的降解时间太长，至少需要数月。因此，降解条件简单、降解速率快且不影响正常使用的可降解材料对于缓解塑料污染问题更具吸引力。
3、光降解材料的降解条件简单，主要能量来源为太阳光，条件温和，环境普适性高。光降解材料又分为合成型和添加型两种，合成型光降解材料的生产过程较为复杂，往往需要复杂的金属配合物为催化剂。相比之下，添加型光降解材料制备条件简单，仅需将具有光催化活性的光敏剂添加至聚合物中，即可赋予材料可光降解的能力。
4、添加型光降解材料的降解速率更快，专利cn201510801124.4中报道了将光降解剂添加至pe中可赋予pe光降解的性能，材料可在光照下短时间内实现材料的全降解。专利cn01128331.9中提到将光敏剂枸橼酸铁添加至pp树脂中，可实现pp树脂材料在75天内降解为粉末。然而，添加型光降解材料最大的问题是难以同时实现材料在使用过程中的稳定性和成为废弃物后的快速降解性。因此，
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种具有选择性催化自降解功能的聚合物纤维膜及其制备方法和应用，通过控制al2o3的合成条件制备外壳，得到具有ph选择性的核壳型光催化剂，将其添加至聚合物纤维膜中，以制备出具有自降解功能的聚合物纤维膜。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种具有选择性催化自降解功能的聚合物纤维膜的制备方法，包括以下步骤，
3、s1、将分散剂溶于去离子水中，再加入纳米光催化剂，超声均匀后磁力搅拌，得到光催化剂分散液；
4、s2、将铝盐溶解在去离子水中，得到铝盐溶液；
5、s3、磁力搅拌下，将s2中得到的铝盐溶液缓慢滴加到s1中的光催化剂分散液中得到混合体系，调节混合体系的ph为5-12，搅拌后陈化，洗涤后烘干，得到核壳型光催化剂；
6、s4、将聚合物溶解得到聚合物溶液，加入s3中得到的核壳型光催化剂，20-40℃下搅拌均匀得到聚合物纺丝液；
7、s5、使用离心-静电纺丝法对s4中的聚合物纺丝液进行纺丝，烘干得到聚合物纤维膜。
8、优选的，s1中，分散剂为(napo3)6，纳米光催化剂包括wo3、cds、bivo4、tio2、srtio3、zno、cuo中的一种或多种。
9、优选的，s2中，铝盐为naalo2。
10、优选的，s3中，铝盐的质量为混合体系总质量的0.5-5.0％，分散剂的质量为混合体系总质量的0.01-0.05％，搅拌温度为20-80℃，陈化时间为24-48h，烘干温度为60-180℃。
11、优选的，s4中，聚合物为聚合物切片和聚合物粉末中的一种或多种；
12、聚合物包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚丙烯腈(pan)、聚乙烯(pe)、聚丙烯(pp)、聚碳酸酯(pc)、聚氯乙烯(pvc)、聚苯乙烯(ps)、聚酰胺(pa)中的一种或多种。
13、优选的，s4中，聚合物溶液的浓度为5-15wt％，聚合物的溶解温度为20-40℃。
14、优选的，s4中，聚合物纺丝液中核壳型光催化剂的添加量为0.5-5wt％。
15、优选的，s5中，离心-静电纺丝法的纺丝参数包括：纺丝针头为25g、27g和30g中的一种，纺丝转速为3500r/min，电压为10kv，收集距离为10cm。
16、上述一种具有选择性催化自降解功能的聚合物纤维膜的制备方法制备得到的聚合物纤维膜。
17、上述一种具有选择性催化自降解功能的聚合物纤维膜的应用，聚合物纤维膜应用于服装、地毯、窗帘和玩具的制备中。
18、本专利技术的机理为：
19、在中性、碱性及弱酸性条件下，核壳型光催化剂表面的al2o3具有较好的稳定性，可以屏蔽光照，保护内部纳米光催化剂颗粒不受激发，使聚合物纤维膜可以正常使用。而在ph为3的条件下，核壳型光催化剂的外壳al2o3发生溶解而脱落，内部纳米光催化剂颗粒暴露出来，受到光照后产生·oh、·o2-、1o2等自由基，从而将附近高分子链氧化，达到自降解的目的。
20、因此，本专利技术采用上述的一种具有选择性催化自降解功能的聚合物纤维膜及其制备方法和应用，其有益效果为：
21、1、本专利技术通过控制al2o3的合成条件制备外壳，得到具有ph选择性的核壳型光催化剂，将其添加至聚合物纤维中，以制备出具有环境选择性的光降解聚合物纤维膜；
22、2、本专利技术中制备得到的聚合物纤维膜具有ph选择性，经太阳光照射后可实现全降解，降解过程中所产生的中间产物对环境无毒，既可保证在常规条件下的正常储存和使用，当聚合物纤维膜成为废弃物后，又可在特定条件下可快速光降解，实现可使用性与可降解性并存；
23、3、本专利技术中在聚合物纤维膜中所添加的核壳型光催化剂含量较低，可提高聚合物纤维膜的拉伸强度，断裂伸长率仅小幅度下降，对聚合物纤维膜的力学性能影响较小。
24、下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种具有选择性催化自降解功能的聚合物纤维膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤，
2.根据权利要求1所述的一种具有选择性催化自降解功能的聚合物纤维膜的制备方法，其特征在于：S1中，分散剂为(NaPO3)6，纳米光催化剂包括WO3、CdS、BiVO4、TiO2、SrTiO3、ZnO、CuO中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种具有选择性催化自降解功能的聚合物纤维膜的制备方法，其特征在于：S2中，铝盐为NaAlO2。
4.根据权利要求1所述的一种具有选择性催化自降解功能的聚合物纤维膜的制备方法，其特征在于：S3中，铝盐的质量为混合体系总质量的0.5-5.0％，分散剂的质量为混合体系总质量的0.01-0.05％，搅拌温度为20-80℃，陈化时间为24-48h，烘干温度为60-180℃。
5.根据权利要求1所述的一种具有选择性催化自降解功能的聚合物纤维膜的制备方法，其特征在于：S4中，聚合物为聚合物切片和聚合物粉末中的一种或多种；
6.根据权利要求1所述的一种具有选择性催化自降解功能的聚合物纤维膜的制备方法，其特征在
7.根据权利要求1所述的一种具有选择性催化自降解功能的聚合物纤维膜的制备方法，其特征在于：S4中，聚合物纺丝液中核壳型光催化剂的添加量为0.5-5wt％。
8.根据权利要求1所述的一种具有选择性催化自降解功能的聚合物纤维膜的制备方法，其特征在于：S5中，离心-静电纺丝法的纺丝参数包括：纺丝针头为25G、27G和30G中的一种，纺丝转速为3500r/min，电压为10kV，收集距离为10cm。
9.根据权利要求1-8任一项所述的一种具有选择性催化自降解功能的聚合物纤维膜的制备方法制备得到的聚合物纤维膜。
10.根据权利要求9所述的一种具有选择性催化自降解功能的聚合物纤维膜的应用，其特征在于：聚合物纤维膜应用于服装、地毯、窗帘和玩具的制备中。
...【技术特征摘要】
1.一种具有选择性催化自降解功能的聚合物纤维膜的制备方法，其特征在于：包括以下步骤，
2.根据权利要求1所述的一种具有选择性催化自降解功能的聚合物纤维膜的制备方法，其特征在于：s1中，分散剂为(napo3)6，纳米光催化剂包括wo3、cds、bivo4、tio2、srtio3、zno、cuo中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种具有选择性催化自降解功能的聚合物纤维膜的制备方法，其特征在于：s2中，铝盐为naalo2。
4.根据权利要求1所述的一种具有选择性催化自降解功能的聚合物纤维膜的制备方法，其特征在于：s3中，铝盐的质量为混合体系总质量的0.5-5.0％，分散剂的质量为混合体系总质量的0.01-0.05％，搅拌温度为20-80℃，陈化时间为24-48h，烘干温度为60-180℃。
5.根据权利要求1所述的一种具有选择性催化自降解功能的聚合物纤维膜的制备方法，其特征在于：s4中，聚合物为聚合物切片和聚合物粉末中的一...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。