[發(fā)明專利]遷移型相分離制備核殼結(jié)構(gòu)納米纖維的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310489285.5
• 申請日: 2013-10-17
• 公開（公告）號: CN103498211A
• 公開（公告）日: 2014-01-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬貴平;王美策;方大為
• 申請（專利權(quán)）人: 北京化工大學(xué)常州先進(jìn)材料研究院
• 主分類號: D01F8/10
• 分類號: D01F8/10;D01F8/06;D01F8/08;D01F8/16;D01F8/14;D01F8/02;D01D1/02;D01D5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種遷移型相分離制備核殼結(jié)構(gòu)納米纖維的方法。?

背景技術(shù)

納米纖維從廣義上講包括纖維直徑為納米量級的超細(xì)纖維，還包括將納米顆粒填充到普通纖維中對其進(jìn)行改性的纖維。較大的比表面積是納米纖維最大的特點(diǎn)，這使其具有較大的表面能和活性，從而產(chǎn)生小尺寸效應(yīng)、表面或界面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)、宏觀量子隧道效應(yīng)等，在化學(xué)、物理（熱、光、電磁等）性質(zhì)方面表現(xiàn)出優(yōu)異特性。納米纖維獨(dú)特的性能使其在膜材料、過濾介質(zhì)、催化劑、電子產(chǎn)品、光學(xué)器件、生物醫(yī)藥和復(fù)合增強(qiáng)材料等領(lǐng)域擁有巨大的市場潛力。?

為了適應(yīng)生產(chǎn)生活使用要求，拓寬納米纖維的應(yīng)用范圍，人們研究并制備了具有特殊結(jié)構(gòu)的納米纖維，核殼結(jié)構(gòu)納米纖維就是其中之一。核殼結(jié)構(gòu)納米纖維是復(fù)合材料，能很好的結(jié)合兩種或多種材料的性能，由此能形成單組份聚合物纖維所不能兼具的性能，制備出具有特殊功能的納米纖維，可以根據(jù)其應(yīng)用領(lǐng)域的不同選擇不同核層、殼層材料，來滿足實(shí)際應(yīng)用的需要。如在牙科充填樹脂方面，殼層材料一般為與樹脂基體具有良好的界面結(jié)合的聚合物，而核層材料為能增強(qiáng)樹脂基體的聚合物，使材料具有優(yōu)異的力學(xué)性能。?

制備核殼結(jié)構(gòu)納米纖維通常有以下幾種方法：化學(xué)涂覆法、表面化學(xué)結(jié)合法、同軸靜電紡絲法和共混靜電紡絲法。化學(xué)涂覆是一種簡單的物理方法，只能在纖維膜的表層進(jìn)行涂覆，并不能均勻涂覆到膜內(nèi)每根纖維上；表面化學(xué)結(jié)合則是將功能性物質(zhì)接枝到纖維表面的一種改性方法，在實(shí)施過程中會(huì)影響纖維的機(jī)械性能，而且膜內(nèi)深層次纖維的改性比較困難；同軸靜電紡絲法是利用同軸靜電紡絲設(shè)備直接連續(xù)加工功能納米纖維的一種方法，這種加工方法對設(shè)備的要求較高，操作復(fù)雜。共混靜電紡絲法是將2種或2種以上材料進(jìn)行簡單的物理混合紡絲的方法，操作簡單，但要求分相過程迅速，不然核殼結(jié)構(gòu)的分界線會(huì)模糊，分相不徹底。?

發(fā)明內(nèi)容

針對共混靜電紡絲法對分相速率的要求，本發(fā)明的目的在于提供一種能得到清晰核殼結(jié)構(gòu)納米纖維的制備方法。該制備方法過程中分相迅速、步驟簡單易操作，制備成本低廉。?

本發(fā)明的目的是提供一種遷移性相分離制備核殼結(jié)構(gòu)納米纖維的方法，具體包括如下步驟：?

（1）將含氟聚合物加入到有機(jī)溶液形成的混合液，加熱攪拌溶解，冷卻至室溫，得到?重量百分比為6～30wt%含氟聚合物靜電紡絲溶液；?

（2）將復(fù)配聚合物加入到有機(jī)溶液形成的混合液，加熱攪拌溶解，冷卻至室溫，得到重量百分比為5～40wt%復(fù)配聚合物靜電紡絲溶液；?

（3）將步驟（1）、（2）中的靜電紡絲溶液以一定質(zhì)量比例混合，加熱攪拌均勻，冷卻至室溫，在超聲儀中靜置超聲半小時(shí)后得到靜電紡絲溶液；?

（4）靜電紡絲制備核殼結(jié)構(gòu)納米纖維：將步驟（3）所得的紡絲溶液進(jìn)行靜電紡絲，在接收器上收集纖維，將得到的纖維在真空烘箱中真空恒溫30℃處理24小時(shí)，即得分相清晰的核殼結(jié)構(gòu)納米纖維；?

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明方法具有以下優(yōu)點(diǎn)：?

1、此發(fā)明方法制備的高分子納米纖維具有特殊的核殼結(jié)構(gòu)，其中核層為復(fù)配聚合物，殼層為疏水的含氟聚合物；?

2、該核殼結(jié)構(gòu)納米纖維殼層的含氟聚合物使其具有較強(qiáng)的耐腐蝕與溶脹性、抗氧性、抗紫外線輻射等許多優(yōu)異的性能；?

3、含氟聚合物中氟元素的低表面能使得含氟聚合物在電紡絲過程中具有向表面快速遷移的性能，從而形成核殼結(jié)構(gòu)納米纖維；?

4、此發(fā)明方法制備過程簡單易操作，對設(shè)備要求低、能耗小，制備成本低廉。?

附圖說明

圖1為實(shí)施例1制備的PVDF/PVP納米纖維樣品的掃描電鏡圖。?

圖2為實(shí)施例2制備的PVDF/PAN納米纖維樣品的掃描電鏡圖。?

圖3為實(shí)施例1制備的PVDF/PVP納米纖維樣品的透射電鏡圖。?

圖4為實(shí)施例2制備的PVDF/PAN納米纖維樣品的透射電鏡圖。?

圖5為實(shí)施例4制備的PVDF/PVP納米纖維樣品與水測得的接觸角。?

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：?

（1）在室溫25℃條件下，將PVDF溶于DMF/丙酮質(zhì)量比為8：2的混合溶劑中；放在磁力攪拌器上，在75℃條件下以100rpm的轉(zhuǎn)速進(jìn)行攪拌溶解，直到獲得透明溶液；冷卻至室溫，得到重量百分比為18wt%的PVDF溶液；?