[發(fā)明專利]一種基于溶液噴射紡絲方法的順丁橡膠微納米纖維

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010927459.1
• 申請(qǐng)日: 2020-09-07
• 公開（公告）號(hào): CN112176436B
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄧炳耀;吳曉壯;李大偉;劉慶生
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江南大學(xué)
• 主分類號(hào): D01D5/14
• 分類號(hào): D01D5/14;D01D1/02;D01F6/44;D01F1/10
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠(yuǎn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23211
• 代理人: 彭素琴

本發(fā)明公開了一種基于溶液噴射紡絲方法的順丁橡膠微納米纖維，屬于產(chǎn)業(yè)用紡織品領(lǐng)域。本發(fā)明所述的方法，包括如下步驟：(1)在順丁橡膠溶液中加入光引發(fā)劑和交聯(lián)劑，攪拌均勻得到紡絲原液；其中，光引發(fā)劑與順丁橡膠的質(zhì)量比為0～20：100，但不為0；交聯(lián)劑與順丁橡膠的質(zhì)量比為0～20：100，但不為0；(2)將紡絲原液采用溶液噴射紡絲方法進(jìn)行紡絲，在紡絲過程中使用紫外線燈對(duì)順丁橡膠纖維進(jìn)行照射固化。本發(fā)明采用溶液噴射技術(shù)制備順丁橡膠微納米纖維，生產(chǎn)操作靈活、簡單，單孔擠出速率要幾倍于靜電紡絲，并且可以多孔噴頭噴絲，生產(chǎn)效率高，適合工業(yè)化生產(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于溶液噴射紡絲方法的順丁橡膠微納米纖維，屬于產(chǎn)業(yè)用紡織品領(lǐng)域。

背景技術(shù)

溶液噴射紡絲方法作為一種新型的制備微納米纖維方法，自2009年問世以來，引起了研究者的廣泛關(guān)注。其最早是由Medeiros等結(jié)合熔噴方法和干法紡絲方法的特點(diǎn)而提出的微納米纖維制備方法。該方法的基本原理是利用高速氣流對(duì)溶液細(xì)流進(jìn)行超細(xì)拉伸，并伴隨著溶劑蒸發(fā)固化為纖維。利用溶液噴射紡絲方法已成功制備的聚合物纖維包括聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯腈(PAN)、聚醚砜(PES)、聚氨酯(PU)、聚乙二醇(PEG)、間位芳綸(MPIA)、聚醚醚酮(PEEK)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乳酸(PLA)、聚苯乙烯(PS)等聚合物基體。目前對(duì)于橡膠纖維的研究主要集中在靜電紡絲方法，與靜電紡絲方法相比，溶液噴射紡絲方法對(duì)設(shè)備的要求低，無需高壓電場及相關(guān)配套保護(hù)裝置，生產(chǎn)操作靈活、簡單，其單孔擠出速率要幾倍于靜電紡絲；并且溶液噴射紡絲完全可以借鑒傳統(tǒng)的熔噴方法以實(shí)現(xiàn)多孔噴頭噴絲，生產(chǎn)效率高，更適合工業(yè)化生產(chǎn)。

常溫下處于玻璃態(tài)或高彈態(tài)的聚合物，如聚乙烯醇(PVA)和聚苯乙烯(PS)等，一旦被拉伸成纖維，由于鏈段運(yùn)動(dòng)困難，纖維不易解取向，所以可以保持良好的纖維形態(tài)。然而橡膠在常溫下處于高彈態(tài)，玻璃化溫度在0℃以下，其分子鏈段活動(dòng)能力很強(qiáng)。在紡絲過程中，溶劑快速揮發(fā)，橡膠纖維因自身的高彈性回復(fù)，易造成紡絲過程的不連續(xù)，甚至發(fā)生斷裂。在紡絲結(jié)束后，由于橡膠的玻璃化溫度遠(yuǎn)低于室溫，橡膠纖維很容易在室溫下發(fā)生流動(dòng)，即冷流，導(dǎo)致橡膠纖維連接處易發(fā)生融并，形貌很難保持長時(shí)間的穩(wěn)定，同時(shí)在重力作用下，橡膠纖維甚至?xí)冃危M(jìn)而堆砌在一起，形成沒有孔隙的薄膜。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述至少一個(gè)問題，本發(fā)明提供了一種基于溶液噴射紡絲方法的順丁橡膠微納米纖維。本發(fā)明采用溶液噴射方法制備順丁橡膠微納米纖維，在紡絲過程中通過紫外交聯(lián)方法對(duì)順丁橡膠微納米纖維進(jìn)行交聯(lián)。采用紫外光照射，通過光引發(fā)劑吸收特定波長的紫外光產(chǎn)生活潑的大分子自由基，從而發(fā)生一系列的快速交聯(lián)反應(yīng)，生成具有三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的分子結(jié)構(gòu)，對(duì)材料無損傷，高效節(jié)能，光線可深入到聚合物內(nèi)部作用，而且不帶來任何殘毒和廢物，控制方法簡便。采用溶液噴射方法對(duì)生產(chǎn)設(shè)備要求低，生產(chǎn)操作簡單靈活，生產(chǎn)效率高，適合于產(chǎn)業(yè)化和規(guī)模化生產(chǎn)。

本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種制備順丁橡膠微納米纖維的方法，包括如下步驟：

(1)紡絲原液的制備：在順丁橡膠溶液中加入光引發(fā)劑和交聯(lián)劑，攪拌均勻得到紡絲原液；其中，光引發(fā)劑與順丁橡膠的質(zhì)量比為0～20：100，但不為0；交聯(lián)劑與順丁橡膠的質(zhì)量比為0～20：100，但不為0；

(2)將步驟(1)得到的紡絲原液采用溶液噴射紡絲方法進(jìn)行紡絲，在紡絲過程中使用紫外線燈對(duì)順丁橡膠纖維進(jìn)行照射固化。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，步驟(1)所述的順丁橡膠溶液的濃度為4～15％，進(jìn)一步優(yōu)選為5～7％。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述的光引發(fā)劑為2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-嗎啉基-1-丙酮。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，所述的交聯(lián)劑為三羥甲基丙烷三(3-巰基丙酸)酯。

在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中，步驟(1)所述光引發(fā)劑與順丁橡膠的質(zhì)量比為4～16：100，進(jìn)一步優(yōu)選為12：100。