[發明專利]制備聚合物無紡管的方法

有效

• 申請號: 201911025601.7
• 申請日: 2019-10-25
• 公開（公告）號: CN112709011B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 王鐳;宋小飛;安婷婷;鐘林
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司北京化工研究院
• 主分類號: D04H1/728
• 分類號: D04H1/728;D04H1/76
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 王崇;李婉婉

本發明涉及高分子材料領域，公開了一種制備聚合物無紡管的方法，該方法采用一種靜電紡絲設備進行；所述靜電紡絲設備包括：進料單元、靜電發生器、收集輥、動力機構、第一傳動裝置和第二傳動裝置；所述方法包括：(1)在靜電壓的作用下，使所述料液容器中的聚合物溶液通過所述圓孔構件飛向所述收集輥上形成聚合物纖維，并逐漸形成無紡管坯；所述靜電壓為1?30kV，所述收集輥的旋轉速度為10?300轉/分鐘；(2)對所述無紡管坯進行后處理，得到聚合物無紡管。本發明能夠將多種常見的無紡布原料制成無紡管，操作簡便，且產品的機械性能良好，滿足作為管式膜和中空纖維膜的支撐材料的使用要求，可應用在高分子分離膜制備領域。

技術領域

本發明涉及高分子材料領域，具體地，涉及一種制備聚合物無紡管的方法。

背景技術

無紡布是一種不需要紡紗織布而形成的織物，其只是將紡織短纖維或者長絲進行定向或隨機排列，形成纖網結構，然后采用機械、熱粘或化學等方法加固而成。無紡布不是由一根一根的紗線交織、編結在一起，而主要是將纖維直接通過物理方法粘合在一起。無紡布具有工藝流程短、生產速率快、產量高、成本低、用途廣、原料來源多等特點。

無紡布適用于農用薄膜、制鞋、制革、床墊、子母被、裝飾、化工、印刷、汽車、建材、家具等行業，以及服裝襯布、醫療衛生一次性手術衣、口罩、帽、床單、酒店一次性臺布，美容、桑拿乃至當今時尚的禮品袋、精品袋、購物袋、廣告袋等等，用途非常廣泛。除此之外，近年來，無紡布還常被作為高分子分離膜的支撐材料使用。

但是，受制于現有的制造工藝，無紡布多為片狀，當作為高分子分離膜的支撐材料時，只能用于生產平板膜。如果能制備管狀的無紡布材料，即無紡管，則可以用來作為管式膜或中空纖維膜的支撐材料。因此，有研究人員對可用于中空纖維膜支撐材料的無紡管制備方法進行了研究。例如，CN101239281A公開了一種無紡管增強型聚偏氟乙烯中空纖維膜的制備方法，其中包括使用滌綸增強無紡管的制備，包括：(1)將滌綸分散到聚丙烯酰胺溶液中，得到纖維漿料，通過管型模具制成無紡管坯；(2)將無紡管坯置于兩平板間，內插圓棒，進行碾壓干燥，制得無紡管；(3)將步驟(2)無紡管浸入聚氨酯粘合劑中，取出、干燥，得到增強的無紡管；(4)將增強的無紡管進行熱處理，得到二次增強無紡管。該方法中，能夠通過管型模具成型得到管坯的材料種類非常有限，且制備無紡管的步驟較繁瑣。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術存在的無紡管制備困難的問題，針對該問題，本發明的發明人在研究中發現：在一種靜電紡絲設備中，當可紡絲的聚合物溶液在較高的靜電壓(1-30kV)下通過細孔飛向另一電極時，會形成直徑為數百納米的纖維，并在終點處以隨機方向堆積，而如果在終點電極處設置導電的收集輥，并使收集輥以一定的速度旋轉(10-300轉/分鐘)，可以成功制得無紡管坯?；谠摪l現，提出一種制備聚合物無紡管的方法。

為了實現上述目的，本發明提供了一種制備聚合物無紡管的方法，該方法采用一種靜電紡絲設備進行；所述靜電紡絲設備包括：進料單元、靜電發生器、收集輥、動力機構、第一傳動裝置和第二傳動裝置；其中，

所述進料單元包括料液容器和圓孔構件，所述圓孔構件由導電材料制成，所述收集輥為表面導電的圓柱體；所述靜電發生器的電極與所述圓孔構件連接，所述收集輥的表面接地；在所述動力機構的作用下，所述收集輥由所述第一傳動裝置帶動而繞其軸旋轉，所述料液容器由所述第二傳動裝置牽引而沿平行于所述收集輥的軸線方向作往復直線運動；

所述方法包括以下步驟：

(1)在靜電壓的作用下，使所述料液容器中的聚合物溶液通過所述圓孔構件飛向所述收集輥上形成聚合物纖維，并逐漸形成無紡管坯；

所述靜電壓為1-30kV，所述收集輥的旋轉速度為10-300轉/分鐘；

(2)對所述無紡管坯進行后處理，得到聚合物無紡管。