[發明專利]一種有機和無機納米混雜纖維的制備方法

無效

• 申請號: 200810041528.8
• 申請日: 2008-08-08
• 公開（公告）號: CN101338459A
• 公開（公告）日: 2009-01-07
• 發明（設計）人: 朱利民;余燈廣;申夏夏;張曉飛
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: D01F1/10
• 分類號: D01F1/10;D01F6/54;D01F6/90;D01D5/00;D01F11/04;A61K9/00;A61K47/32;B01J20/02;B01J20/28;B01J20/30;C02F1/28;C02F1/42;C02F1/68
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所
• 代理人: 黃志達;謝文凱

技術領域

本發明屬納米纖維的制備領域，特別是涉及一種有機/無機納米混雜纖維的制備方法。?

背景技術

納米復合材料是近年來發展起來的新型材料，被稱為“21世紀最有前途的材料”之一。納米復合材料的概念最早是1984年提出的，它是指分散相尺寸至少有一相的一維尺寸＜100nm的復合材料。由于納米復合材料的尺寸介于分子與體相尺寸之間，屬于介觀系統，因此表現出與分子及體相不同的特殊性質，具有明顯的表面效應、量子尺寸效應、小尺寸效應和宏觀量子隧道效應，呈現出許多優良的物理和化學特性。?

納米復合材料中如果其中一相為有機聚合物，另一相為無機相，則稱為有機/無機納米復合材料。這種復合材料與常規的聚合物無機填料復合體系不同，不是有機相與無機相的簡單混合，而是兩相在納米尺寸范圍內復合而成的。由于無機相與聚合物之間界面面積非常大，界面間具有很強的相互作用，因此具有理想的粘接性能。以至有機/無機納米復合材料不僅具有納米材料的表面效應、量子尺寸效應等性質，而且將無機物的剛性、尺寸穩定性和熱穩定性與聚合物的韌性、加工性及介電性能揉合在一起，從而產生許多特異的性能。在電子學、光學、機械、生物學等領域展現出廣闊的應用前景。?

制備納米復合材料的常見方法有：插層復合法、溶膠-凝膠法、原位聚合法、超聲波法、化學分散劑添加法、共混法高聚物溶液直接插入法、共混法高聚物熔融直接插入法等。?

其中常規高聚物溶液直接插入法：先將聚合物配制成一定濃度的溶液，在一定的溫度下，將其與無機物溶液混合，在溶劑的作用下，聚合物插于無機物片層或顆粒間，經過干燥處理后，得到聚合物/無機納米復合材料。這種方法的優勢是制備條件比較溫和，簡化了復合過程，得到的材料性能更穩定。缺點是在制備過程中需要使用大量的溶劑，插層結束后，又要除去這些溶劑，在除去溶劑的過程中，有可能導致聚合物脫插。如果通過一定的方法在快速除除去溶劑的同時，保持聚合物與無機物的穩定結合，無疑將使得高聚物溶液直接插入法得到更廣泛的應用，并制備出更多的有機/無機納米混雜復合物。?

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種有機/無機納米混雜纖維的制備方法，制備條件溫和，方法簡單，簡化了復合過程；所得納米混雜纖維是高表面積、高度分散的，材料性能穩定。?

本發明的一種有機/無機納米混雜纖維的制備方法，包括：?

(1)在20～60℃水浴下，將0.5～5g無機物混懸于100mL紡絲溶劑中，然后加入6～25g高分子聚合物，在200～450rpm轉速攪拌，20～60℃水浴條件下溶脹24小時，冷卻至室溫，得到均勻分散性紡絲原液；?

(2)上述紡絲原液倒入溶液儲存器，采用削平的注射針頭作為噴射細流的毛細管，在流速為0.5～2.5mL·h^-1，接受板離噴絲口距離為10～25cm，電壓10～30kV，環境溫度為10～30℃，環境濕度為50～75％，經高壓靜電紡絲后，常溫下真空干燥24小時，選擇性進行后處理，得到納米混雜纖維。?

所述的步驟(1)中無機物為高嶺土、膨潤土、二氧化硅或硝酸銀。?

所述的步驟(1)中高分子聚合物為聚丙烯腈(PAN)或尼龍66。?

所述的步驟(1)中紡絲溶劑為二甲基乙酰胺(DMAc)或甲酸(85wt％)。?

所述的步驟(2)中溶液儲存器為5mL注射器，注射針頭為5號或6號。?

所述的步驟(2)中高壓靜電紡絲是改良高壓靜電紡絲，是在注射泵的針筒內放入磁子，在針筒的外部引入旋轉磁場，在電紡的同時保證紡絲原液的均勻分散性。?

所述的步驟(2)中后處理是把靜電紡絲后的硝酸銀/聚丙烯腈纖維氈浸入硼氫化鈉溶液中，還原硝酸銀為納米銀。?

所述的步驟(2)中納米混雜纖維直徑在100～300nm。?

本發明的一種有機/無機納米混雜纖維的應用在于，用于制備給藥系統、抗菌紡織品、物質分離、金屬離子以及有機化合物處理的水污染領域。?