SF-AgNPs/PVDF-HFP親疏水雙層電紡纖維膜的制備及其過濾抗菌性能

劉建春 張弛 王佳怡 馬彥龍 朱晶心

摘要： 為了減少空氣污染及病毒傳播給人們造成的危害，優(yōu)秀的可穿戴個人防護材料的開發(fā)具有重要意義。本文利用靜電紡絲技術(shù)制備了具有親疏水復(fù)合結(jié)構(gòu)的過濾抗菌性絲素蛋白-納米銀/聚偏氟乙烯-六氟丙烯（SF-AgNPs/PVDF-HFP）雙層電紡纖維膜。本文通過掃描電鏡、透射電鏡、傅里葉紅外光譜、X-射線衍射光譜對纖維膜形貌、納米銀還原情況及結(jié)構(gòu)特性進行了表征，并對雙層復(fù)合纖維膜的過濾性能、水蒸氣透過率、抗菌性能等進行了測試。結(jié)果表明：當(dāng)SF質(zhì)量分數(shù)為16.5%，AgNO3質(zhì)量分數(shù)為0.7%，PVDF-HFP質(zhì)量分數(shù)為20%時，通過調(diào)整SF-AgNPs親水層的厚度和固定PVDF-HFP疏水層的厚度，電紡纖維膜可以實現(xiàn)對PM 2.5的過濾效率達99.00%，對金黃色葡萄球菌抑菌率最高達99.76%，水蒸氣透過率達7.80 mg/（cm2·h），且具有單向?qū)裥浴?/p>

關(guān)鍵詞： 絲素;靜電紡絲;過濾;納米銀;抗菌;親疏水性

中圖分類號： TS101.921; TQ342.79

文獻標(biāo)志碼： A

文章編號： 1001-7003（2023）07-0017

作者簡介：

劉建春（1998），男，碩士研究生，研究方向為絲素材料功能化。通信作者：朱晶心，副教授，zhujingxin@tyut.edu.cn。

顆粒物（PM）空氣污染嚴重威脅著人類健康，尤其是PM 2.5（小于2.5 μm的顆粒）等細顆粒物在大氣中停留時間長、輸送距離遠，可導(dǎo)致肺炎、心臟病、神經(jīng)系統(tǒng)損傷等疾病的發(fā)生［1］。特別對于2020年初暴發(fā)的新型冠狀病毒感染，除了通過呼吸道飛沫、密切接觸傳播外，還可以通過空氣中的顆粒和氣溶膠進行傳播，具有極強的傳染性［2］。因此，為公眾提供高效的空氣過濾及抗菌防護材料變得越來越重要和緊迫。

傳統(tǒng)的微米級纖維無紡布有空氣過濾效率較低，不易過濾掉大部分的小顆粒物，對病毒和細菌防護性較差的缺陷。而利用靜電紡絲技術(shù)制備的納米纖維膜具有比表面積大、孔隙率高、孔結(jié)構(gòu)互連、直徑可控的特點，在空氣過濾及防護領(lǐng)域具有極大的應(yīng)用潛力［3-4］。已有許多聚合物纖維膜被成功應(yīng)用于空氣過濾系統(tǒng)，且隨著電紡技術(shù)的發(fā)展，兼具抗菌功能的空氣過濾膜也被開發(fā)出來［5-7］。但值得注意的是，這些過濾膜大多缺乏環(huán)境親和性和生物相容性，不能滿足人們對過濾材料親膚舒適性和可持續(xù)性發(fā)展的要求。

桑蠶絲蛋白（SF）是從家蠶蠶繭中提取的天然蛋白質(zhì)，具有良好的生物相容性、生物降解性及透氧透氣性，到目前為止，只有少數(shù)研究報道了其在空氣過濾領(lǐng)域的應(yīng)用。Wang等［8］首次將SF制備成納米纖維膜，嘗試了將其作為空氣過濾膜對PM 2.5的過濾性能;Gao等［9］將SF和聚氧化乙烯（PEO）共混，采用水溶液體系制備了有一定疏水性的空氣過濾膜，該膜對PM 2.5-10都呈現(xiàn)了較好的過濾效果。一般的單層納米纖維過濾膜機械強度低、易磨損，所以近年來人們通過多層復(fù)合結(jié)構(gòu)或親疏水梯度結(jié)構(gòu)，來提高機械強度、過濾效果和透氣性［10-13］。如魏楚等［11］將薄微米纖維網(wǎng)與聚丙烯腈（PAN）納米纖維網(wǎng)形成微納單層復(fù)合纖維網(wǎng)，再將單層復(fù)合纖維網(wǎng)疊加形成了多層梯度復(fù)合濾料，提高了復(fù)合材料的過濾性能。Xu等［13］以聚丙烯腈/β-環(huán)糊精（PAN/β-CD）納米纖維為親水層，聚己內(nèi)酯（PCL）納米纖維為疏水層，構(gòu)建了Janus納米纖維復(fù)合濾料，該復(fù)合膜不僅可有效過濾空氣中的PM，還能將呼出的水汽定向輸送到膜外，為使用者提供干燥舒適的環(huán)境。以上的探索性研究為開發(fā)高效過濾抗菌的個人防護裝備，提供了理論模型和積極的經(jīng)驗借鑒。

本文以電紡技術(shù)為支撐，利用紫外燈照射還原銀離子，將銀納米顆粒（AgNPs）引入SF納米纖維膜中，以該膜作為親水抗菌層;并利用聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物（PVDF-HFP）機械性能優(yōu)、疏水性好的特點，將其作為疏水層，通過順序紡絲制成雙層親疏水梯度結(jié)構(gòu)復(fù)合纖維膜。考察了該復(fù)合膜對PM 2.5的過濾性能、對水蒸氣的透過性及對金黃色葡萄球菌的抗菌性能。

1 實 驗

1.1 材 料

蠶繭（浙江湖州），聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物（PVDF-HFP）、Mw～400 000，硝酸銀（Sigma-Aldrich公司），碳酸鈉、丙酮、N，N二甲基甲酰胺（DMF）、98%甲酸均為分析純（國藥集團化學(xué)試劑有限公司），無水氯化鈣（成都科龍化工試劑廠）。

1.2 儀器和設(shè)備

靜電紡絲裝置（實驗室自制），波長365 nm的紫外燈（上海季光特種照明電器廠），Mira 3型場發(fā)射掃描電子顯微鏡FESEM（捷克Tescan公司），JEM-2010型高分辨率透射顯微鏡TEM（日本JEOL），Tensor Ⅱ型傅立葉紅外光譜儀（德國Bruker），Panalytical Empyrean型X-射線衍射儀（荷蘭帕納科公司），POWEREACH接觸角測量儀（上海中晨數(shù)字技術(shù)設(shè)備有限公司），HT-9600粒子計數(shù)器（東莞東莞市鑫泰儀器儀表有限公司），HT-1890數(shù)字壓差計（東莞東莞市鑫泰儀器儀表有限公司），千分數(shù)顯平頭測厚儀（卡西洛電氣集團有限公司），ZWY-240恒溫恒濕振蕩箱（上海智城分析儀器制造有限公司）。

1.3 紡絲液的制備

SF-AgNO3紡絲液的制備：參考文獻［14］的方法將蠶繭脫膠制備脫膠絲。取10 g脫膠絲在5%的氯化鈣/甲酸溶液中于20 ℃下溶解2 h得到20%的絲素溶液，將其倒入培養(yǎng)皿中吹干，得到絲素膠狀膜;然后用超純水透析除去其中的Ca2+，干燥后得到絲素（SF）薄片。以甲酸溶解不同質(zhì)量的SF片和預(yù)定量的AgNO3混合均勻，獲得不同質(zhì)量分數(shù)的SF/AgNO3紡絲液。

PVDF-HFP紡絲液的制備：稱量一定質(zhì)量的PVDF-HFP溶解在體積比為7︰3的DMF︰丙酮混合溶劑中，攪拌12 h，得到不同質(zhì)量分數(shù)的PVDF-HFP紡絲液。

1.4 SF-AgNPs/PVDF-HFP雙層復(fù)合纖維膜的制備

采用靜電紡絲裝置制備復(fù)合纖維膜。首先靜電紡絲制備PVDF-HFP膜，之后在其表面紡制SF-AgNO3膜。通過固定PVDF-HFP溶液的紡絲時間，改變SF-AgNO3溶液的紡絲時間可制備不同厚度的親疏水梯度結(jié)構(gòu)雙層復(fù)合膜。電紡絲條件如下：PVDF-HFP紡絲速率1.0 mL/h，電場強度1.0 kV/cm;SF-AgNO3的紡絲速率0.35 mL/h，電場強度1.5 kV/cm。環(huán)境溫度（20±2） ℃，濕度30%±10% RH。紡絲結(jié)束后，將復(fù)合纖維膜置于紫外燈下，SF/AgNO3面朝上照射30 min，獲得SF-AgNPs/PVDF-HFP雙層復(fù)合纖維膜;再用干燥的玻璃棒滾轉(zhuǎn)使得復(fù)合纖維膜充分貼合，經(jīng)乙醇/水蒸氣處理后，可使復(fù)合纖維膜在水汽中保持穩(wěn)定。

1.5 形貌、結(jié)構(gòu)與性能表征

1.5.1 形貌觀察

采用Mira 3型場發(fā)射掃描電子顯微鏡觀察PVDF-HFP纖維和SF-AgNO3纖維的形貌，采用附帶的X射線能譜儀（EDS）分析紫外還原后SF-AgNPs纖維膜中Ag的分布情況，采用JEM-2010型高分辨率透射顯微鏡（TEM）觀察SF-AgNPs纖維的微觀形貌。

1.5.2 結(jié)構(gòu)表征

采用Tensor Ⅱ型傅立葉紅外光譜儀ATR模式下測試PVDF-HFP纖維和SF-AgNPs纖維的化學(xué)結(jié)構(gòu)。采用X-射線衍射儀測試纖維膜中AgNPs的負載情況，掃描速度2°/min，掃描范圍5°～90°。

1.5.3 水接觸角測試

取纖維膜裁成5 mm×5 mm的薄片，在POWEREACH接觸角測量儀上測量纖維膜水接觸角的大小，微量進樣器外徑0.7 mm，水滴大小為10 μL，同一樣品測試3次求平均值。

1.5.4 過濾性能測試

采用玻璃砂芯過濾裝置測試SF-AgNPs/PVDF-HFP雙層復(fù)合纖維膜的過濾效率。先將復(fù)合膜放在上下兩玻璃瓶的交界處，點燃香煙放入上方敞口瓶內(nèi)自燃一段時間產(chǎn)生煙霧，使用HT-9600粒子計數(shù)器測定產(chǎn)生的PM 2.5粒子數(shù)，將上方敞口瓶覆蓋，打開真空泵開關(guān)，煙霧氣被抽走，泵流速為10 L/min，5 s后關(guān)閉真空泵，測定下部玻璃瓶中PM 2.5粒子數(shù)，每樣測定3次取平均值。過濾效率計算如下式所示：

η/%=X1-X2X1×100（1）

式中：η為過濾效率，%;X1表示抽濾前上瓶中PM 2.5粒子數(shù)，個;X2表示抽濾后下瓶中PM 2.5粒子數(shù)，個。

復(fù)合膜壓力降的測量：采用與過濾性能測試相同的裝置，外接一個HT-1890數(shù)字壓差計測定膜兩側(cè)的壓差。同時根據(jù)下式計算品質(zhì)因子（QF），以評定納米纖維膜的綜合過濾性能。

QF=-ln（1-η）Δp（2）

式中：η為過濾效率，%;Δp為阻力壓降，Pa。

1.5.5 水蒸氣透過率測試

裁剪出4 cm×4 cm的具有親疏水梯度結(jié)構(gòu)的復(fù)合膜，使用千分數(shù)顯平頭測厚儀測量纖維膜5個不同位置的厚度，取平均值。測試透過率時將復(fù)合膜親水性的SF-AgNPs一側(cè)向外，疏水性的PVDF-HFP一側(cè)向內(nèi)覆蓋在裝有去離子水的試管口，用膠帶貼合密封。之后將試管置于ZWY-240恒溫恒濕振蕩箱中，膜外濕度為15%±5%，測試溫度為37 ℃和60 ℃。每組包含3個樣品，使用符合YY 0469—2011（120 μm±10 μm）標(biāo)準(zhǔn)的口罩芯層作為參照組，取3次測量的平均值。其計算如下式所示：

MVRT=（m1-m0）At（3）

式中：MVRT表示水蒸氣透過率，mg/（cm2·h）;m1和m0分別表示測試后和測試前的總質(zhì)量，mg;A表示樣品的有效測試區(qū)域，cm2;t表示測試時間，h。

1.5.6 抗菌性能測試

參考GB/T 20944.3—2008《紡織品抗菌性能的評價第三部分：振蕩法》來衡量和評價復(fù)合纖維膜對于金黃色葡萄球菌的抗菌性能。剪取面積大小為0.8 cm×0.8 cm的對照樣及各測試樣品，每樣選用3個平行樣，標(biāo)記后放入滅菌的24孔板中。用滅菌移液槍吸取100 μL金黃色葡萄球菌（S.aureus）菌懸液（菌落計數(shù)濃度為1×105 cfu/mL），均勻地滴加到樣品表面，再吸取200 μL的PBS（無菌磷酸鹽緩沖液）溶液加入樣品表面，放入37 ℃的恒溫箱中，培養(yǎng)24 h。用滅菌移液槍吸取PBS溶液，對已培養(yǎng)24 h的所有測試樣品進行漂洗，并用10倍稀釋法稀釋到合適倍數(shù)，之后吸取50 μL的含有細菌的緩沖液均勻滴加到固體培養(yǎng)基平板上，刮涂均勻，放入37 ℃的恒溫箱中繼續(xù)培養(yǎng)24 h;取出后用手機拍照，用Image-J軟件對圖片進行細菌菌落計數(shù)，并根據(jù)下式計算試樣的抑菌率R：

R/%=N0-NtN0×100（4）

式中：N0、Nt分別為對照樣品和實驗樣品表面平均存活的細

菌數(shù)，個。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同PVDF-HFP質(zhì)量分數(shù)對纖維形貌及接觸角的影響

電紡纖維的形貌和直徑與紡絲液質(zhì)量分數(shù)息息相關(guān)，為了探索合適的PVDF-HFP紡絲質(zhì)量分數(shù)，本文配制了質(zhì)量分數(shù)為18%、20%、22%、24%的PVDF-HFP溶液進行電紡，所得纖維膜的SEM圖、水接觸角和直徑分布如圖1所示。當(dāng)質(zhì)量分數(shù)為18%時，纖維中有串珠形成，隨著質(zhì)量分數(shù)從20%增大到24%，纖維中串珠消失，形態(tài)呈圓柱形。對SEM圖中隨機選取的100根纖維進行直徑統(tǒng)計，可得纖維平均直徑分別為（210±79） nm、（340±133） nm、（360±91） nm和574±178 nm，纖維分布均勻。當(dāng)質(zhì)量分數(shù)為24%時，由于紡絲液黏度提升，得到的纖維直徑較粗。接觸角測試表明，18%、20%、22%及24%纖維膜的水接觸角分別為96.5°、106.3°、108.5°和111.3°，都呈現(xiàn)疏水性，而20%和22%纖維膜的接觸角增大不多，且纖維直徑相近。在保證疏水性和考慮膜過濾性條件下，本文選用質(zhì)量分數(shù)20%的PVDF-HFP溶液制備疏水纖維膜。

2.2 SF-AgNO3紡絲液質(zhì)量分數(shù)對纖維形貌及直徑的影響

本文配制了SF質(zhì)量分數(shù)在15%～18%，AgNO3含量在0.3%～0.7%的SF-AgNO3溶液并進行了紡絲條件的初篩，發(fā)現(xiàn)SF質(zhì)量分數(shù)變化對溶液成纖性的影響大于AgNO3含量變化的影響。當(dāng)AgNO3含量一定（0.3%），SF質(zhì)量分數(shù)從15%增加到18%時，纖維形貌的變化如圖2所示。當(dāng)SF處于較低狀態(tài)（15%）時，纖維膜中偶爾觀察到有串珠存在，纖維平均直徑為（149±34） nm;當(dāng)SF質(zhì)量分數(shù)從16.5%增加到18%之后，纖維表面形貌良好，呈圓柱形，平均直徑從（203±39） nm增大至（228±63） nm。這是因為紡絲液質(zhì)量分數(shù)增大且黏度增大，導(dǎo)致纖維直徑與分布也隨之增大。本文選取SF質(zhì)量分數(shù)16.5%作為后續(xù)親水膜的制備質(zhì)量分數(shù)。

2.3 SF-AgNO3纖維膜的紫外還原

納米銀（AgNPs）被證明具有強大的抗菌和抗病毒特性。文獻［5，15-16］大多采用將AgNO3還原為單質(zhì)銀后，再加入紡絲液的辦法來提高纖維膜的抗菌性，而本文嘗試通過紫外光照射直接還原SF-AgNO3纖維膜中Ag+為Ag0［17］。經(jīng)過測試發(fā)現(xiàn)，當(dāng)紫外光照射30 min后，SF-AgNO3纖維膜表面的顏色發(fā)生了變化，由原來的白色變?yōu)闇\棕色，如圖3（a）所示;經(jīng)

SEM測試和EDS元素分析可知，還原后的Ag0在纖維膜上分布均勻，如圖3（b）（d）中紅色點所示;而將SF-AgNPs纖維經(jīng)TEM測試后，如圖3（c）所示，可觀察到其上負載的AgNPs，經(jīng)測量其粒徑為（15.4±0.6） nm，說明通過紫外光還原可將AgNPs均勻地引入SF纖維膜中。經(jīng)乙醇/水蒸氣處理后，如圖3（e）所示，SF-AgNPs纖維膜的水接觸角為29.6°，顯示了良好的親水性。

2.4 電紡纖維膜的紅外光譜及X射線衍射分析

從圖4（a）可以看出，在PVDF-HFP膜中，1 400、1 180、878 cm-1處的吸收峰分別對應(yīng)PVDF-HFP中的—CH2的面內(nèi)彎曲振動、—CF3的非對稱彎曲振動及C—F鍵的伸縮振動。在SF膜中，1 625、1 516 cm-1分別對應(yīng)SF在酰胺Ⅰ、酰胺Ⅱ處的νCO的伸縮振動和δN—H的彎曲振動，為SF中β折疊結(jié)構(gòu)的特征峰。將SF-AgNPs膜中的峰位和SF膜對比，峰位基本沒變化，說明AgNPs是一種物理存在。圖4（b）中，純絲素

納米纖維膜經(jīng)乙醇處理后在20.4°、9.0°處分別出現(xiàn)一個強峰和一個弱峰，歸屬于絲素中由β折疊形成的silk-Ⅱ結(jié)晶結(jié)構(gòu)。在SF-AgNPs纖維膜中，除了20.4°的絲素衍射峰外，還出現(xiàn)了屬于AgNPs（111）、（220）、（311）晶面的38.0°、64.2°、771°的衍射峰［15］，說明納米銀顆粒被成功還原并復(fù)合到絲素納米纖維膜中。同時從圖4（b）還可觀察到，絲素在9.0°的結(jié)晶峰偏移到了8.3°，說明還原的AgNPs對絲素的結(jié)晶行為有輕微的影響。

2.5 水蒸氣透過性能

在之前的研究中［14］發(fā)現(xiàn)親疏水結(jié)構(gòu)復(fù)合膜具有從疏水側(cè)向親水側(cè)單向水滲透的功能，為此，通過改變16.5%的SF-AgNO3溶液的紡絲時間，固定PVDF-HFP溶液（20%）的紡絲時間，制備了疏水PVDF-HFP膜厚度一定（35±5 μm），而親水SF-AgNPs膜厚度不同的具有親疏水復(fù)合結(jié)構(gòu)的SF-AgNPs/PVDF-HFP復(fù)合膜，其各層厚度如表1所示。復(fù)合膜的水蒸氣透過率測試結(jié)果如圖5所示，可以看出在37 ℃、0～24 h的測試時間內(nèi)，親疏水梯度復(fù)合膜的水蒸氣透過率呈現(xiàn)兩個階段，即阻力區(qū)和單向?qū)駞^(qū)。在膜厚從（48±3） μm增加至（96±5） μm時，水蒸氣透過率呈現(xiàn)逐漸下降趨勢。而當(dāng)纖維膜厚度從（96±5） μm增加到（169±4） μm時，其水蒸氣透過率逐漸增大。這是因為在復(fù)合膜厚度小于（96±5） μm時，雖然SF-AgNPs膜的厚度有所增加，從（13±3） μm到（61±5） μm，但該親水側(cè)的親水吸引力還不足抵抗PVDF-HFP疏水側(cè)的疏水阻力［18］，因而水蒸氣透過率仍呈現(xiàn)下降趨勢，且低于YY 0469—2011標(biāo)準(zhǔn)口罩芯層的水蒸氣透過率;當(dāng)纖維膜厚度從（96±5） μm增加到（169±4） μm時，隨著SF-AgNPs親水側(cè)厚度的繼續(xù)增加，從（61±5） μm到（134±5） μm，親水吸引力逐漸大于疏水側(cè)的疏水推力，水蒸氣透過率逐漸增大，呈現(xiàn)了較好的單向透濕效果，從大致130 μm處開始，復(fù)合膜的水蒸氣透過率高于YY 0469—2011口罩芯層參照組［19］。另外，比較不同測試溫度（37 ℃和60 ℃）下纖維膜水蒸氣透過率時發(fā)現(xiàn)，60 ℃下的水蒸氣透過率為37 ℃下水蒸氣透過率的3倍，且具有接近一致的變化趨勢。綜上，選擇在120～169 μm厚度的纖維膜具有高的水蒸氣透過率，在37 ℃測試溫度下，水蒸氣透過率達7.80 mg/（cm2·h）。

2.6 過濾性能分析

將制備的親疏水梯度結(jié)構(gòu)的SF-AgNPs/PVDF-HFP復(fù)合纖維膜進行過濾效率和壓力降測試，結(jié)果如圖6（a）所示。由圖6（a）可以看出，隨著復(fù)合膜厚度的增加，對PM 2.5粒子的過濾效率從99.21%輕度增長到99.64%，都高于N95口罩95%的過濾性能［20］。而壓力降隨著復(fù)合膜厚度的增加也從231 Pa增大到368 Pa。這是因為隨著厚度增大，復(fù)合膜的過濾通道變長，小顆粒能通過纖維膜的機會變小，過濾效率有所提高;但同時導(dǎo)致通過該膜的空氣阻力也增加，從而使壓降變大。從圖6（b）可看出，復(fù)合膜厚度在120 μm前增加較快，之后增加緩慢，選擇膜厚略大于120 μm便具有良好的過濾性能。綜上所述，當(dāng)復(fù)合膜厚度在120～145 μm時，有著較好的過濾效果和水蒸氣透過性，可以兼顧實用性和舒適性。

2.7 SF-AgNPs/PVDF-HFP電紡膜的抗菌性能

為了探究納米銀含量不同對SF-AgNPs/PVDF-HFP復(fù)合纖維膜抗菌性的影響規(guī)律，本文選16.5% SF溶液配制了AgNO3含量分別為0.3%、0.5%、0.7%的SF/AgNO3紡絲液，負載Ag+的纖維膜經(jīng)紫外線還原，得到了不同AgNPs含量的SF-AgNPs纖維膜。以SF/PVDF-HFP試樣為對照組，測試了金黃色葡萄球菌（S.aureus）在復(fù)合纖維膜上培養(yǎng)6 h、12 h和24 h后的動態(tài)生長情況，其生長結(jié)果如7所示。相應(yīng)樣品的菌落數(shù)隨SF中添加的AgNO3含量變化的柱狀圖及抑菌率如圖8所示。由圖8可以看出，與對照組相比，AgNO3含量03%時，菌落生長數(shù)便急劇下降，6 h的抑菌率達到90.14%;從0.3%增加到0.5%時，抑菌率達到97.60%;當(dāng)AgNO3含量為0.7%時，抑菌率達到99.76%，且在培養(yǎng)全過程實現(xiàn)了抑菌效果。總體來看，當(dāng)AgNO3含量大于05%時，即使只培養(yǎng)6 h，抑菌率也在99%以上，因此該膜的抗菌性能優(yōu)異，實際應(yīng)用過程中，為了達到高抑菌率的需求，可優(yōu)選含0.7%的AgNO3紡絲液進行電紡抗菌纖維膜的制備。

3 結(jié) 論

本文通過靜電紡絲技術(shù)成功制備了具有親疏水梯度結(jié)構(gòu)的SF-AgNPs/PVDF-HFP雙層電紡纖維膜。通過形貌、接觸角、結(jié)構(gòu)表征及水蒸氣透過率、過濾性能、抗菌性能測試分析，得到如下結(jié)論。

1） 當(dāng)PVDF-HFP質(zhì)量分數(shù)為20%、SF-AgNO3質(zhì)量分數(shù)為16.5%時，所得納米纖維分布均勻。制備的PVDF-HFP電紡膜具有疏水性，而SF-AgNPs電紡膜具有良好的親水性。

2） 通過改變紡絲時間，制備了親水層厚度不同而疏水層厚度相同的親疏水雙層復(fù)合膜。在復(fù)合纖維膜厚度大于96 μm時，SF-AgNPs/PVDF-HFP親疏水復(fù)合膜具有單向水蒸氣透過功能，在120～169 μm厚度，其水蒸氣透過率達7.80 mg/（cm2·h）以上。

3） SF-AgNPs/PVDF-HFP雙層復(fù)合膜對PM 2.5粒子的過濾效率在99.00%以上。當(dāng)復(fù)合膜厚度在120～145 μm時，可以兼顧過濾性能和水蒸氣透過性。

4） 當(dāng)SF溶液中AgNO3含量為0.7%時，制備的SF-AgNPs/PVDF-HFP電紡纖維膜對金黃色葡萄球菌（S.aureus）的抑菌率達到99.76%。由該法制備的具有高效過濾抗菌功能及良好舒適性的電紡纖維膜有望應(yīng)用于口罩及可穿戴個人防護領(lǐng)域。

參考文獻：

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