[發明專利]一種聚丙烯腈納米纖維膜/聚烯烴彈性體復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201810586622.5
• 申請日: 2018-06-06
• 公開（公告）號: CN109021344A
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發明（設計）人: 周菊英;張霞;雷福厚;趙彥芝;許海棠;李鵬飛
• 申請（專利權）人: 廣西民族大學
• 主分類號: C08L23/02
• 分類號: C08L23/02;C08L33/20
• 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

本發明公開了一種聚丙烯腈納米纖維膜/聚烯烴彈性體復合材料的制備方法。具體為通過靜電紡絲法制備聚丙烯腈納米纖維膜，然后以納米纖維膜為增強體利用浸漬法制備聚丙烯腈納米纖維膜增強聚烯烴彈性體復合材料。本發明系統地優化了制備工藝，形成了聚丙烯腈納米纖維膜增強聚烯烴彈性體復合材料的制備方法，通過控制聚丙烯腈纖維膜中纖維的取向排列來調節復合材料在外力作用時的承載能力。該復合材料可用來提高純聚烯烴彈性體材料的張力、拉伸強度、伸長率等特性，該復合材料可用于醫用包裝材料、汽車配件、輸送帶、電線電纜、日用制品、玩具等。

技術領域

本發明涉及高分子復合材料領域，具體涉及一種聚丙烯腈納米纖維膜/聚烯烴彈性體復合材料及其制備方法。

背景技術

聚烯烴彈性體(Polyolefin elastomer)(POE)是乙烯和丁烯或辛烯無規共聚組成的應用及其廣泛的聚烯烴材料，具有窄相對分子質量分布和均勻的短支鏈分布的熱塑性彈性體。對比傳統的聚合物材料，具有更好的加工成型性能，成型時不需加任何塑化劑；在汽車工業、醫用、抗沖擊改性劑及包裝領域有著廣泛的應用。POE于1991年由美國Exxon公司采用Exxpol高壓聚合技術開發，商品名為Exact塑性體。目前，全球主要的POE生產商有Dow化學公司、Exxon公司、Mitsui公司和LG公司。我國還沒有POE生產廠家，產品均依賴進口。國內研究集中于對其進行改性和應用。

靜電紡絲技術是將聚合物流體或熔體在高壓電場作用下進行拉伸而獲得固體級納米纖維的紡絲方法。自1934年Formhals發明了醋酸纖維素溶液產生聚合物細絲的設備，較多的人開始研究靜電紡絲，20世紀90年代開始受到研究學者的重視。靜電紡絲纖維具有獨特的性能，如高比表面積、優異的力學性能、多孔性、質量輕、成本低等。電紡絲制得的PAN納米纖維，廣泛應用于工業和民用紡織品、航空航天復合材料、過濾材料、碳纖維原絲以及醫療材料等，得到了廣泛的關注并成為材料研究領域的熱點。將靜電紡絲的多孔性和聚乙稀辛稀共彈性體的流動性結合在一起制備出一種新的復合材料，既可以延續純聚烯烴彈性體材料環保、易加工等優點，又可以提升聚烯烴彈性體材料的拉伸強度、伸長率等性能。

發明內容

本發明的目的是為了解決目前聚烯烴彈性體及其復合材料的制備方法較少導致其發展和應用受到極大限制的問題，提供了一種聚丙烯腈納米纖維膜/聚烯烴彈性體復合材料的制備方法。該方法將聚丙烯腈與N,N二甲基甲酰胺配制成紡絲液，將該紡絲液采用靜電紡絲法制得的聚丙烯腈纖維膜，以纖維膜作為骨架與聚烯烴彈性體溶液復合后揮發除去溶劑，制備成聚丙烯腈納米纖維膜/聚烯烴彈性體復合材料。

為了達到上述發明的目的，本發明采用以下技術方案：

一種聚丙烯腈納米纖維膜/聚烯烴彈性體復合材料，該復合材料的物理化學性能如下：

(1)該復合材料是由聚丙烯腈納米纖維膜和聚烯烴彈性體兩種材料構成；

(2)該復合材料具有氰基:-C≡N；

(3)該復合材料的物理化學性質：外觀磨半透明薄片，可溶于丙酮、丁酮、甲苯、二甲苯、環己酮、正庚烷、石油醚、氯仿等；難溶于無水乙醇、水等；厚度為0.27～0.42mm、密度為0.995～1.015g/cm³，熔點為150～200℃。

一種如前所述的聚丙烯腈納米纖維膜/聚烯烴彈性體復合材料的制備方法，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、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亞砜或碳酸乙烯酯中的一種之中，混合攪拌得到聚丙烯腈溶液；

(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；

(3)將聚烯烴彈性體溶解在有機溶劑中，得到質量濃度為4～15％的聚烯烴彈性體溶液；