[發(fā)明專利]雙組份反應固化式無溶劑電紡微納米纖維及其制備方法

有效

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• 申請日: 2017-12-05
• 公開（公告）號: CN107955996B
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發(fā)明（設計）人: 閆旭;龍云澤;何宏偉;趙穎濤;劉夢楠;劉國賽;李曉
• 申請（專利權）人: 青島大學
• 主分類號: D01F8/10
• 分類號: D01F8/10;D01F1/10;D01D5/00
• 代理公司: 青島申達知識產權代理有限公司 37243
• 代理人: 霍本俊

本發(fā)明公開了一種雙組份反應固化式無溶劑電紡微納米纖維及其制備方法，該方法包括以下步驟：(1)配置氧化組分紡絲前驅液：該液體包含乙烯基活性單體、增韌樹脂和氧化成分；(2)配置還原組分紡絲前驅液：該液體包含乙烯基活性單體、增韌樹脂和還原成分；(3)裝配電紡裝置：電紡裝置包括儲液針管，儲液針管內部腔體被豎直設置的隔板分為左、右兩個溶液腔，溶液腔底部的出液嘴與反應器的上端口套接，反應器的下端口與金屬針頭的上端口套接；(4)無溶劑電紡微納米纖維：將氧化組分紡絲前驅液和還原組分紡絲前驅液分別注入一個溶液腔中，進行靜電紡絲，在收集極上收集固化好的微納米纖維。該制備方法簡單，溶劑利用率高，具有很好的應用前景。

技術領域

本發(fā)明屬于納米材料領域，具體涉及一種雙組份反應固化式無溶劑電紡微納米纖維及其制備方法。

背景技術

靜電紡絲技術是一種簡單有效制備均勻連續(xù)一維微納米纖維的方法。目前通過靜電紡絲技術，成百上千種聚合物被制備成微納米纖維。但是這些電紡纖維的制備大多來自于溶液靜電紡絲，即聚合物的溶液在高壓靜電場中拉伸、細化最終溶劑揮發(fā)形成纖維。溶液電紡制備的電紡纖維直徑細，連續(xù)性好且形貌可控。但是紡絲溶液的配置一般需要使用大量有機溶劑，這些有機溶劑在整個溶液中的占比超過80％，而在電紡過程中，這些有機溶劑全部揮發(fā)不參與成纖。揮發(fā)的有機溶劑如不回收，將對周圍環(huán)境造成嚴重污染。因此有機溶劑的回收問題是制約溶液靜電紡絲工業(yè)化的關鍵因素之一。為避免溶劑揮發(fā)的問題，無溶劑靜電紡絲技術成為了新的選擇。目前無溶劑電紡的主流是熔體電紡，該方法完全不使用溶劑，不存在溶劑揮發(fā)的問題。但是電紡過程中需要對聚合物加熱使之成為熔體，加熱裝置較為復雜，且電加熱容易與高壓電源產生電磁干擾，影響紡絲的順利進行。因此急需一種容易實現(xiàn)的無溶劑靜電紡絲制備微納米纖維的方法。

發(fā)明內容

本發(fā)明要解決的技術問題是：克服現(xiàn)有技術缺陷，提供一種雙組份反應固化式無溶劑電紡微納米纖維及其制備方法，拓展無溶劑電紡的應用領域，該制備方法簡單，對實驗條件要求低，且溶劑的利用率達到90％以上，具有很好的應用前景。

為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種雙組份反應固化式無溶劑電紡微納米纖維的制備方法，包括以下步驟：

1)配置氧化組分紡絲前驅液：將原料混合均勻配置氧化組分紡絲前驅液，所述氧化組分紡絲前驅液包含乙烯基活性單體、增韌樹脂和氧化成分；

2)配置還原組分紡絲前驅液：將原料混合均勻配置還原組分紡絲前驅液，所述氧化組分紡絲前驅液包含乙烯基活性單體、增韌樹脂和還原成分；

3)裝配電紡裝置：所述電紡裝置包括儲液針管，所述的儲液針管包括針管外殼、推液機構和出液嘴，針管外殼的內部腔體被豎直設置的隔板分為左、右兩個溶液腔，所述的溶液腔底部均設置有出液口，所述的出液口連通溶液腔和設置于針管外殼底部的出液嘴，出液嘴與反應器的上端口套接，所述的反應器能促進兩個出液口流出的液體混合反應，反應器的下端口與金屬針頭的上端口套接，所述的金屬針頭通過導線電連接高壓電源的正極，所述的高壓電源的負極通過導線電連接電紡裝置的收集極，所述的收集極設置于金屬針頭的下端口的正下方，所述的推液機構包括分別置于兩個溶液腔內的活塞，活塞的外表面套有橡膠套，兩個所述活塞的上端均安裝有推桿，兩個推桿的上端均安裝有一個推把，所述的推把連接推動推液機構的驅動機構；

4)無溶劑電紡微納米纖維：將步驟1)配制的氧化組分紡絲前驅液注入步驟3)裝配的電紡裝置的一個溶液腔中，將步驟2)配制的還原組分紡絲前驅液分別注入步驟3)裝配的電紡裝置的另一個溶液腔中，調節(jié)金屬針頭的下端口與收集極之間的紡絲距離，打開高壓電源設置紡絲電壓，啟動推動推液機構的驅動機構，設置氧化組分紡絲前驅液的溶液腔的出液速率和還原組分紡絲前驅液的溶液腔的出液速率，進行靜電紡絲，在收集極上收集固化好的微納米纖維。