[發(fā)明專利]一步成型法制備多級(jí)結(jié)構(gòu)的聚己內(nèi)酯超疏水靜電紡絲薄膜

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811212300.0
• 申請(qǐng)日: 2018-10-18
• 公開（公告）號(hào): CN109338597A
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張國(guó)輝;李莉莉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號(hào): D04H1/728
• 分類號(hào): D04H1/728;D04H1/435;D01D5/00;D01D1/02;D01F1/10
• 代理公司: 吉林長(zhǎng)春新紀(jì)元專利代理有限責(zé)任公司 22100
• 代理人: 王怡敏

本發(fā)明涉及一種一步成型法制備多級(jí)結(jié)構(gòu)的聚己內(nèi)酯超疏水靜電紡絲薄膜，屬于靜電紡絲納米纖維制備以及超疏水領(lǐng)域。方法包括靜電紡絲聚己內(nèi)酯/甲基硅油前驅(qū)液的制備、在前驅(qū)液中加入疏水性二氧化硅納米顆粒并超聲攪拌0.5h；通過(guò)靜電紡絲法制備聚己內(nèi)酯薄膜。通常情況下，聚己內(nèi)酯/甲基硅油纖維膜的水接觸角在136?左右。通過(guò)靜電紡絲法制備出的聚己內(nèi)酯/甲基硅油/納米二氧化硅串珠結(jié)構(gòu)的薄膜水接觸角可達(dá)151?左右。具有較強(qiáng)的油吸附能力和油水分離能力。制備過(guò)程簡(jiǎn)單，能耗低。聚己內(nèi)酯為天然可降解的環(huán)境友好型聚合物，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，在油水分離領(lǐng)域中有很大的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及靜電紡絲納米纖維制備以及超疏水領(lǐng)域，特別涉及一種一步成型法制備多級(jí)結(jié)構(gòu)的聚己內(nèi)酯超疏水靜電紡絲薄膜。

背景技術(shù)

在人們的日常生活中，由于超疏水膜獨(dú)特的表面特性，使其可以廣泛的應(yīng)用于國(guó)防、日常生活、高科技生物和眾多的工業(yè)領(lǐng)域等。例如，因?yàn)槌杷ぞ哂惺杷⒛Σ料禂?shù)小和耐腐蝕性的特點(diǎn)，使其可以應(yīng)用在船舶防污方面，減少海洋生物在船體外層的附著及海水對(duì)船體的腐蝕；超疏水膜層的疏水性還可使其應(yīng)用于紡織物、建筑外層的玻璃表面、高壓輸電防污以及體育機(jī)械等方面。因此，有關(guān)超疏水表面的研究吸引了大量科學(xué)家極大的研究興趣，成為一個(gè)新的研究熱點(diǎn)。

現(xiàn)今，超疏水材料的制備方法有很多，但是其主要的制備機(jī)理有以下兩種方法：一種是改變疏水材料表面的粗糙度和表面形態(tài)；另一種是在已經(jīng)粗糙的材料表面上修飾低表面能的物質(zhì)。目前有很多構(gòu)造表面微結(jié)構(gòu)的方法，例如，刻蝕法，電位電化學(xué)沉積法，溶膠-凝膠法，交替沉積法，模版法、氣相沉積法，化學(xué)修飾法，自組裝法和電紡絲技術(shù)等。但是，這些方法都存在有一定的局限性和缺點(diǎn)。如加工設(shè)備不能應(yīng)用在大型設(shè)施，所用材料比較特殊，價(jià)格昂貴，不能進(jìn)行大型工業(yè)化生產(chǎn)等。

靜電紡絲法指：高分子流體靜電霧化的特殊形式，此時(shí)霧化分列出的物質(zhì)不是微小液滴，而是聚合物的微小射流，可運(yùn)行相當(dāng)長(zhǎng)的距離，最終固化成纖維。靜電紡絲技術(shù)是近年來(lái)制備納米材料的重要學(xué)術(shù)與技術(shù)活動(dòng)之一。電紡絲技術(shù)由于其制造裝置簡(jiǎn)單、紡絲成本低廉、可紡物質(zhì)種類繁多、工藝可控等優(yōu)點(diǎn)，已成為制備超疏水納米纖維材料的主要途徑之一。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種一步成型法制備多級(jí)結(jié)構(gòu)的聚己內(nèi)酯超疏水靜電紡絲薄膜，解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的聚己內(nèi)酯纖維膜疏水性一般，且制備過(guò)程較為復(fù)雜，形貌不可控以及聚己內(nèi)酯膜在油水分離領(lǐng)域中的空白等問題。本發(fā)明制備方法得到的納米纖維膜結(jié)構(gòu)具備超疏水性，并且工藝簡(jiǎn)單、成本低廉。

本發(fā)明的上述目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一步成型法制備多級(jí)結(jié)構(gòu)的聚己內(nèi)酯超疏水靜電紡絲薄膜，包括如下步驟：

步驟（1）將有機(jī)高分子材料溶于有機(jī)溶劑中，在常溫下進(jìn)行電磁攪拌制成靜電紡絲溶液；其中有機(jī)高分子材料包括聚己內(nèi)酯，甲基硅油；有機(jī)溶劑包括氯仿和N，N-二甲基甲酰胺；

步驟（2）將疏水性納米二氧化硅顆粒加入到步驟（1）中的溶液中，攪拌，超聲，制備出紡絲溶液；

步驟（3）設(shè)定靜電紡絲儀器參數(shù)和環(huán)境參數(shù)，將靜電紡絲溶液進(jìn)行靜電紡絲，得到串珠結(jié)構(gòu)的超疏水膜；儀器參數(shù)包括正負(fù)高壓，針頭內(nèi)經(jīng)，紡絲液推進(jìn)速度；紡絲時(shí)間，接收距離；環(huán)境參數(shù)包括紡絲環(huán)境溫度和環(huán)境濕度；

步驟（4）對(duì)電紡膜進(jìn)行干燥處理。

稱取1.50g聚己內(nèi)酯顆粒，溶于氯仿和N，N-二甲基甲酰胺混合溶劑體系中，體積比例為：8mL/2mL，磁力攪拌3-4小時(shí)，攪拌溫度為20-30攝氏度，得到均勻的紡絲溶液。

得到的紡絲溶液中添加0.15g疏水性二氧化硅納米粒子，溶于氯仿和N，N-二甲基甲酰胺混合溶劑體系中，體積比例為：8mL/2mL，磁力攪拌3-4小時(shí)，攪拌溫度為20-30攝氏度，并超聲處理30分鐘，得到聚合物紡絲溶液。