[發(fā)明專利]一種鞭炮狀二氧化鈦/聚酰亞胺納米雜化纖維制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610061686.4
• 申請(qǐng)日: 2016-01-29
• 公開（公告）號(hào): CN105625020A
• 公開（公告）日: 2016-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 常振軍;曾靜;韓捷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇科技大學(xué)
• 主分類號(hào): D06M11/46
• 分類號(hào): D06M11/46;D01F6/74;B01J31/38;B01J35/06
• 代理公司: 無(wú)錫萬(wàn)里知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32263
• 代理人: 王傳林

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及纖維技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鞭炮狀二氧化鈦/聚酰亞胺納米雜化纖 維制備方法。

背景技術(shù)

二氧化鈦有三種晶型：板鈦型、銳鈦礦型和金紅石型，常溫常壓下銳鈦礦型二氧化 鈦相對(duì)比較穩(wěn)定的，在加熱情況下然金紅石型二氧化鈦?zhàn)詈蟛艜?huì)不穩(wěn)定，發(fā)生一些氧化還 原反應(yīng)，板鈦型最不穩(wěn)定，此形態(tài)混合少量雜質(zhì)，形成共混態(tài)才能共存。將銳態(tài)型二氧化鈦 放置于高溫中，其形態(tài)會(huì)轉(zhuǎn)化為金紅石型，溫度要求比較嚴(yán)格，必須控制在610～619K之間。 目前，二氧化鈦成為最有效的有機(jī)光降解催化劑和太陽(yáng)能電池材料之一，是因?yàn)樗鼪](méi)有毒 性，價(jià)格便宜、催化和光電轉(zhuǎn)化效率高，不會(huì)因?yàn)榄h(huán)境使其不穩(wěn)定從而發(fā)生反應(yīng)。為了提高 其性能，納米二氧化鈦的負(fù)載變的尤為關(guān)鍵。靜電紡絲已被公認(rèn)為一種簡(jiǎn)單高效的制備納 米纖維的技術(shù)。專利（CN201410107949.1）；采用聚酰胺酸浸入二氧化鈦溶膠經(jīng)熱處理得到 二氧化鈦/聚酰亞胺復(fù)合纖維，得到顆粒狀二氧化鈦負(fù)載納米纖維，這種方法僅能夠得到顆 粒狀二氧化鈦負(fù)載納米纖維，不利于充分發(fā)揮二氧化鈦性能。專利（201410541261.4）采用 無(wú)機(jī)納米二氧化鈦與聚酰亞胺雜化方法以及相應(yīng)的紡絲與濕牽伸、階梯式升溫與保溫?zé)崽? 理等工藝技術(shù)。過(guò)于復(fù)雜，不利于推廣。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于一種鞭炮狀二氧化鈦/聚酰亞胺納米雜化纖維的 制備方法，以得到高質(zhì)量分?jǐn)?shù)二氧化鈦納米棒生長(zhǎng)在聚酰亞胺納米纖維上的雜化纖維。

技術(shù)方案

一種鞭炮狀二氧化鈦/聚酰亞胺納米雜化纖維制備方法，其特征在于采用聚酰胺酸溶 液為紡絲漿液，通靜電紡絲技術(shù)得到聚酰胺酸納米纖維，再經(jīng)熱酰亞胺化后制得聚酰亞胺 納米纖維；聚酰亞胺納米纖維與鈦，鹽酸在高壓反應(yīng)釜中反應(yīng)制備鞭炮狀二氧化鈦/聚酰亞 胺納米雜化纖維。

本發(fā)明采用高壓水熱反應(yīng)制備鞭炮狀二氧化鈦/聚酰亞胺納米雜化纖維，主要包 括以下步驟：

（1）二胺與二酐分別在低溫下合成聚酰胺酸。二胺采用4，4’-二氨基二苯基甲烷、4，4’- 二氨基二苯醚和對(duì)苯二胺一種或幾種；二酐采用均苯四甲酸酐、3,3',4,4'-聯(lián)苯四甲酸二 酐、3,3',4,4'二苯醚四甲酸二酐一種或幾種。使用的溶劑為二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺 一種或兩種，溶液深度5～25%，溫度-10～15℃；

（2）所得聚酰胺酸通過(guò)靜電紡絲制備聚酰胺酸納米纖維，紡絲電壓為5～30KV通過(guò)熱酰 亞胺過(guò)程制備聚酰亞胺納米纖維，熱酰亞胺化程溫度在270～350℃中間；

（3）聚酰亞胺納米纖維與一定含量金屬鈦，一定濃度鹽酸在高壓反應(yīng)釜中水熱反應(yīng)制 備鞭炮狀二氧化鈦/聚酰亞胺納米雜化纖維。

優(yōu)選地，所述的金屬鈦為鈦粉，鈦箔和鈦塊。

優(yōu)選地，所述的反應(yīng)體系中金屬鈦的質(zhì)量含量為0.0001～0.01g/mL。

優(yōu)選地，所述鹽酸濃度為0.01～1mol/L。

優(yōu)選地，所述的水熱反應(yīng)是在高壓反應(yīng)釜中進(jìn)行，溫度控制在120-190℃，時(shí)間為1 ～24小時(shí)。

本發(fā)明制備的二氧化鈦/聚酰亞胺納米雜化纖維含有超高質(zhì)量分?jǐn)?shù)的二氧化鈦。 具有高的光催化，光電轉(zhuǎn)換效率。廣泛用于水處理，空氣凈化和太陽(yáng)能電池等領(lǐng)域。

、有益效果

1.本制備工藝簡(jiǎn)單，時(shí)間短，二胺、二酐原料來(lái)源廣，非常有利于工業(yè)化生產(chǎn)。

2、本發(fā)明采用無(wú)機(jī)納米二氧化鈦與聚酰亞胺雜化方法以及制備工藝技術(shù)，不僅使 得聚酰亞胺纖維的力學(xué)、熱穩(wěn)定、抗水等性能得到明顯提高。

3、本發(fā)明提供的一種鞭炮狀二氧化鈦/聚酰亞胺納米雜化纖維制備方法，迄今未 見(jiàn)相同或相似報(bào)道。

4、光催化效果好，使用范圍廣泛。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明二氧化鈦/聚酰亞胺納米雜化纖維表面圖片。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步進(jìn)行描述。

實(shí)施例1

采用固含量15%的均苯四甲酸酐/4，4’-二氨基二苯基甲烷聚酰胺酸，經(jīng)高壓靜電紡絲 得到聚酰胺酸，經(jīng)熱酰亞胺過(guò)程制得聚酰亞胺納米纖維。

將以上制備的聚酰亞胺納米纖維放入，含0.001g/mL鈦箔,0.05mol/L鹽酸的高壓 反應(yīng)釜中。在170℃反應(yīng)12小時(shí)制得鞭炮狀二氧化鈦/聚酰亞胺納米雜化纖維。