[發明專利]一種聚丙烯腈納米纖維膜/熱塑性聚氨酯復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201711238458.0
• 申請日: 2017-11-30
• 公開（公告）號: CN108017897B
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發明（設計）人: 周菊英;張霞;藍艷姣;雷福厚;許海棠;趙彥芝;黃欽;李鵬飛
• 申請（專利權）人: 廣西民族大學
• 主分類號: C08L75/04
• 分類號: C08L75/04;C08L33/20;C08J5/04;D04H1/728
• 代理公司: 南寧啟創知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 45122
• 代理人: 經國富

1.一種聚丙烯腈納米纖維膜/熱塑性聚氨酯復合材料，其特征在于：

(1)該復合材料是由聚丙烯腈納米纖維膜和熱塑性聚氨酯兩種材料構成；

(2)該復合材料具有氰基:-C≡N；

(3)該復合材料具有酰胺基：

(4)該復合材料的物理化學性質：外觀磨砂半透明薄片，可溶于丙酮、丁酮、甲苯、二甲苯、環己酮或氯仿；難溶于無水乙醇、石油醚或水；厚度為0.27～0.42mm、密度為1.115～1.184g/cm³，熔點為180～240℃；

所述的聚丙烯腈納米纖維膜/熱塑性聚氨酯復合材料的制備方法包括以下步驟：

(1)將聚丙烯腈加入到溶劑N,N-二甲基甲酰胺中，混合攪拌得到聚丙烯腈溶液；聚丙烯腈溶液中聚丙烯腈的質量百分比為8％～20％；

(2)將步驟(1)得到的聚丙烯腈溶液采用靜電紡絲方法制備得到聚丙烯腈納米纖維膜；所述靜電紡絲參數為：電壓8～30KV，紡絲距離為8～25cm，滾筒速度為0～2500rpm，噴頭速率為0.20～0.85ml/h；靜電紡絲制備的纖維直徑為100nm～1.2um；

(3)將熱塑性聚氨酯溶解在有機溶劑中，得到質量濃度為4～12％的熱塑性聚氨酯溶液；

(4)以步驟(2)得到的聚丙烯腈納米纖維膜浸漬于步驟(3)得到的熱塑性聚氨酯溶液中，待溶劑揮發后即得到聚丙烯腈納米纖維膜/熱塑性聚氨酯復合材料；所述聚丙烯腈納米纖維膜在聚丙烯腈納米纖維膜/熱塑性聚氨酯復合材料中質量百分比為1.9～15.5％。

2.一種如權利要求1所述的聚丙烯腈納米纖維膜/熱塑性聚氨酯復合材料的制備方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

(1)將聚丙烯腈加入到溶劑N,N-二甲基甲酰胺中，混合攪拌得到聚丙烯腈溶液；聚丙烯腈溶液中聚丙烯腈的質量百分比為8％～20％；

(2)將步驟(1)得到的聚丙烯腈溶液采用靜電紡絲方法制備得到聚丙烯腈納米纖維膜；所述靜電紡絲參數為：電壓8～30KV，紡絲距離為8～25cm，滾筒速度為0～2500rpm，噴頭速率為0.20～0.85ml/h；靜電紡絲制備的纖維直徑為100nm～1.2um；

(3)將熱塑性聚氨酯溶解在有機溶劑中，得到質量濃度為4～12％的熱塑性聚氨酯溶液；

(4)以步驟(2)得到的聚丙烯腈納米纖維膜浸漬于步驟(3)得到的熱塑性聚氨酯溶液中，待溶劑揮發后即得到聚丙烯腈納米纖維膜/熱塑性聚氨酯復合材料；所述聚丙烯腈納米纖維膜在聚丙烯腈納米纖維膜/熱塑性聚氨酯復合材料中質量百分比為1.9～15.5％。

3.根據權利要求2所述的一種聚丙烯腈納米纖維膜/熱塑性聚氨酯復合材料的制備方法，其特征在于，所述的聚丙烯腈分子量為50000～150000。

4.根據權利要求2所述的一種聚丙烯腈納米纖維膜/熱塑性聚氨酯復合材料的制備方法，其特征在于，所述的有機溶劑包括丙酮、丁酮、甲苯、二甲苯、環己酮、氯仿溶劑中的一種或兩種以上的混合。

5.根據權利要求2所述的一種聚丙烯腈納米纖維膜/熱塑性聚氨酯復合材料的制備方法，其特征在于，步驟(3)的溶解溫度為180～240℃，同時進行回流攪拌5～8h得到熱塑性聚氨酯溶液；當有機溶劑為兩種以上混合時，溶劑按照質量均等的比例混合。

6.根據權利要求5所述的一種聚丙烯腈納米纖維膜/熱塑性聚氨酯復合材料的制備方法，其特征在于，步驟(4)的具體步驟為:待熱塑性聚氨酯溶液溫度降到120～180℃時，倒入模具中；先倒入熱塑性聚氨酯溶液的量占模具體積的一半，再將聚丙烯腈納米纖維膜置于溶液表面，最后再加熱塑性聚氨酯溶液直至溶液表面與模具相平；在40℃下放置8～24h，得到聚丙烯腈納米纖維膜/熱塑性聚氨酯復合材料。

7.根據權利要求2所述的一種聚丙烯腈納米纖維膜/熱塑性聚氨酯復合材料的制備方法，其特征在于，所述的步驟(1)中，溶解聚丙烯腈時的溫度為20～70℃，攪拌時間為4～12h。