[發明專利]尼龍納米纖維/聚烯烴雜化串晶的制備方法

無效

• 申請號: 201010589931.1
• 申請日: 2010-12-16
• 公開（公告）號: CN102061091A
• 公開（公告）日: 2011-05-18
• 發明（設計）人: 鄭國強;梁艷艷;韓文娟;張榮正;劉雙陽;劉春太;代坤;申長雨
• 申請（專利權）人: 鄭州大學
• 主分類號: C08L77/06
• 分類號: C08L77/06;C08L23/00;C08L23/06;C08L23/12;D01F6/60;D01D5/00
• 代理公司: 鄭州大通專利商標代理有限公司 41111
• 代理人: 陳大通

技術領域

本發明涉及一種聚合物雜化串晶的制備方法，特別是涉及一種尼龍納米纖維/聚烯烴雜化串晶的制備方法。

背景技術

目前，通過靜電紡絲制備納米級聚合物纖維的技術日益成熟，而納米級的聚合物纖維由于具有非常大的長徑比及可回收性，且對材料的機械性能和熱性能等均有著提高作用。納米纖維在工業上的規模化生產，為拓展其在工業上的應用提供了可能。尼龍一直以來都作為一種良好的紡絲材料而應用到日常生活中。同樣，對于新興的靜電紡絲技術來說，尼龍66的靜電紡絲技術也已經十分成熟。一方面尼龍66中含有酰胺基，其導電性在高聚物中相對較好一些；并且尼龍66可在常溫下溶于甲酸，所制得的尼龍66溶液的導電性較好，這樣可以更方便地應用靜電紡絲設備制備出納米級的纖維。

聚烯烴作為通用塑料，在日常生活和生產中越來越普及。但是，聚烯烴的強度不高限制了其在一些高端領域中的應用。因而，研究如何獲得高性能的聚烯烴材料有著現實而重要的意義。

大量研究表明，聚烯烴中形成串晶結構時能夠顯著提高其強度。有關文獻表明，串晶是在存在剪切力的作用下形成的。在剪切力的作用下，分子量發生取向，形成伸直鏈的結構即shish，而后伸直鏈周圍的分子鏈在伸直鏈上附生生長，形成晶片，即所謂的kebab結構。Keller認為形成伸直鏈（shish）的分子鏈的分子質量要超過一個臨界的分子質量（M*），分子質量低于M*的分子鏈形成kebab結構。目前，人們只是通過在加工過程中引入剪切力來使聚烯烴熔體發生取向，從而獲得串晶結構（shish-kebab）。然而，通過引入剪切力這種方法獲得的串晶結構數量是有限的，并且難以實現，很難在工業上推廣應用。

近年來，復合材料作為一種易于制備且能顯著提高制品性能的新興材料被廣泛應用到各種領域。例如，玻璃纖維等纖維材料被用于聚烯烴的增強改性，但是由于界面相容性較差等原因，聚烯烴強度的提高作用是有限的；并且在玻璃纖維應用到聚烯烴改性時，為了提高聚烯烴和玻璃纖維界面間的粘結性，通常要先對玻璃纖維進行改性。對玻璃纖維進行改性一般采用化學法或物理法，這樣有可能破壞玻璃纖維本身的性質，從而降低玻璃纖維的強度。碳納米管、碳纖維、納米二氧化硅顆粒等也被用來改性聚烯烴，主要是利用納米材料的特殊性能來達到提高材料強度的目的。并且有文獻報道，在碳纖維、碳納米管以及一些無機的晶須改性聚乙烯時，產生了和shish-kebab相似的晶體結構。李育人課題組將其命名為納米雜化串晶（nano-hybrid?shish-kebab）。然而，這些無機的、直徑處于納米級的填料在聚合物的分散和其與聚合物界面間的粘結也成了技術難題。通過改性來達到很好的分散性時，通常又會降低其強度。在聚烯烴基體中加入聚合物纖維，如：聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）纖維、聚酰胺（PA）系列纖維（PA6、PA66、PA610等），通常會形成橫穿結晶層。對材料性能有一定的提高。目前，隨著靜電紡絲技術的發展，可以得到大量的廉價的納米纖維，考慮到納米纖維的優異性能，納米纖維對聚烯烴的增強作用將引起研究者的關注。

發明內容

本發明的目的是：為了克服上述問題，本發明提供一種尼龍納米纖維/聚烯烴雜

化串晶的制備方法。通過本發明制備方法可以制備出形貌可控的尼龍納米纖維/聚烯烴雜化串晶結構，這樣以來，能夠顯著提高聚烯烴復合材料的力學性能。

為了解決上述問題，本發明采用的技術方案是：

本發明提供一種尼龍納米纖維/聚烯烴雜化串晶的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：

a、將尼龍66在40～80℃溶解于有機溶劑甲酸中，溶解后配制成質量百分濃度為10～25%的尼龍溶液；

b、將步驟a配制的尼龍溶液利用靜電紡絲裝置，在溫度為10～50℃、濕度為0～50%RH、電壓為10～50kV、接收距離為10～35cm、接收裝置為放在鋁板上的蓋玻片，電紡后制備出納米級尼龍纖維，所得納米級尼龍纖維負載在蓋玻片上；

c、稱取聚烯烴在120～135℃恒溫條件下溶解于有機溶劑中，溶解后配制成質量百分濃度為0.01～0.25%的聚烯烴溶液；

d、將步驟b制成的負載有電紡納米級尼龍纖維的蓋玻片放入步驟c配制成的聚烯烴溶液中，在120～135℃條件下恒溫2～10min；恒溫后將其溫度降低至85～120℃條件下，恒溫結晶3～60min；

e、將步驟d恒溫結晶后的蓋玻片取出，利用純二甲苯進行洗滌，洗滌后在室溫下干燥，干燥后即制備成尼龍納米纖維/聚烯烴雜化串晶，制成的尼龍納米纖維/聚烯烴雜化串晶負載在蓋玻片上。