电纺尼龙56/PVA/硼酸复合纳米纤维，所述复合纳米纤维包括尼龙56盐、分子粘合剂及耐热添加剂，所述分子粘合剂为PVA，所述耐热添加剂为硼酸；所述尼龙56盐与所述PVA的质量比为(0.66‑4)：1。
Electrospun Nylon 56/PVA/ boric acid composite nano fiber and preparation method thereof
Electrospun Nylon 56/PVA/ borate composite nanofibers, the composite nano fiber including nylon 56 salt, molecular adhesives and heat-resistant additives, the molecular PVA of the heat resistant adhesive, additive for boric acid; the quality of nylon 56 and the ratio of PVA (0.66 4):1.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于高分子材料领域，更具体地，本专利技术涉及一种电纺尼龙56/PVA/硼酸复合纳米纤维及其制备方法。
技术介绍
随着科学技术的飞速发展，材料科学正发生着日新月异的变化。金属材料、无机非金属材料、高分子材料和复合材料已成为当今世界的四大支柱材料，高分子材料，以其化学稳定性好、质量轻、绝缘性好、成型方法多等优点而广泛应用于现在工业和日常生活生产，其中工程塑料以其具有密度小、强度高、优异的热性能、电性能和耐化学腐蚀性等优点，已成为高新技术产业中的必不可少的新型材料之一。尼龙、聚碳酸酯、聚甲醛、改性聚苯醚和聚对苯二甲酸丁二酯常称为五大工程塑料。目前，通过静电纺丝制备纳米级聚合物纤维的技术日益成熟，而纳米级聚合物纤维由于具有非常大的长径比及可回收性，且对材料的机械性能和热性能均有着显著的提高作用。纳米纤维在工业上的规模化生产，为拓展其在工业上的应用提供了可能。尼龙由于其纳米纤维直径小、韧性和强度高的特点，一直以来都作为一种良好的纺丝材料而应用到日常生活中。尼龙仅溶于甲酸、二甲基亚砜等少数溶剂中，甲酸的气味大且有毒，不适合大规模化的电纺制备尼龙纳米纤维。针对上述问题，现亟需开发一种安全、成本较低的水溶液中电纺制备韧性和强度高的尼龙复合纳米纤维材料的技术。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的一个方面提供电纺尼龙56/PVA/硼酸复合纳米纤维，所述复合纳米纤维包括尼龙56盐、分子粘合剂及耐热添加剂，所述分子粘合剂为PVA，所述耐热添加剂为硼酸；所述尼龙56盐与所述PVA的质量比为(0.66-4)：1。在一些实施方式中，所述PVA与所述硼酸的质量比为(1.5-4)：1。在一些实施方式中，所述PVA与所述硼酸的质量比为(2-3)：1。在一些实施方式中，所述PVA的重均分子量为1.6×104-1×105g/mol。本专利技术的第二方面提供一种如上所述的电纺尼龙56/PVA/硼酸复合纳米纤维的制备方法，包括以下步骤：(1)样品溶解：将尼龙56盐溶解于去离子水中；(2)原料混合：按质量比将PVA、硼酸加入所述步骤(1)溶液中，搅拌，混合均匀，得到尼龙56盐/PVA/硼酸混合溶液；(3)静电纺丝：通过电纺将所述步骤(2)尼龙56盐/PVA/硼酸混合溶液制备成尼龙56盐/PVA/硼酸原丝；(4)热处理：将所述步骤(3)尼龙56盐/PVA/硼酸混合溶液制备成尼龙56盐/PVA/硼酸原丝进行干燥，热处理后，得到所述尼龙56/PVA/硼酸复合纳米纤维。在一些实施方式中，所述步骤(1)中所述尼龙56盐与所述去离子水的质量比为(0.3-0.5)：1。在一些实施方式中，所述步骤(4)中所述干燥温度为80-100℃，干燥时间为1-2h。在一些实施方式中，所述步骤(4)中所述热处理温度为180-300℃，热处理时间为0.5-2h。在一些实施方式中，所述尼龙56/PVA/硼酸复合纳米纤维的直径为10-400nm。本专利技术的第三方面提供一种如上所述的电纺尼龙56/PVA/硼酸复合纳米纤维在非织造布领域中的应用。参考以下详细说明更易于理解本申请的上述以及其他特征、方面和优点。具体实施方式本专利技术的一个方面提供电纺尼龙56/PVA/硼酸复合纳米纤维，所述复合纳米纤维包括尼龙56盐、分子粘合剂及耐热添加剂，所述分子粘合剂为PVA，所述耐热添加剂为硼酸；所述尼龙56盐与所述PVA的质量比为(0.66-4)：1。在一些实施方式中，所述PVA与所述硼酸的质量比为(1.5-4)：1。在一些实施方式中，所述PVA与所述硼酸的质量比为(2-3)：1。在一些实施方式中，所述PVA的重均分子量为1.6×104-1×105g/mol。尼龙56在PA56酰胺基的每一边，仅有5个甲基，这样使得每一给定链长上的酰胺基数目更多，并且化学链的结构高度对称。尼龙56的结构对称性，使得尼龙56具有完善的晶体结构。尼龙56密度为1.14g/cm3，显著低于涤纶的1.4g/cm3，可以使相应的制品减重18％。尼龙56饱和吸水率可达到14％，远高于涤纶的吸水率，甚至比尼龙66及尼龙6的饱和吸水率8％及10％还高。从玻璃化温度来看，涤纶玻璃化温度为75℃，尼龙66玻璃化温度65℃，而尼龙56的玻璃化温度低于尼龙66，且远低于涤纶。尼龙56能够更耐低温，在低温下不会出现变脆变硬的现象。尼龙56强度接近尼龙66，远高于涤纶，能够提高复合纳米纤维的耐磨性、牢度，延长使用寿命。PVA本文所述的“PVA”指聚乙烯醇，有机化合物，白色片状、絮状或粉末状固体，无味。溶于水(95℃以上)，不溶于汽油、煤油、植物油、苯、甲苯、二氯乙烷、四氯化碳、丙酮、醋酸乙酯、甲醇、乙二醇等。微溶于二甲基亚砜。聚乙烯醇是重要的化工原料，用于制造聚乙烯醇缩醛、耐汽油管道和维尼纶合成纤维、织物处理剂、乳化剂、纸张涂层、粘合剂、胶水等。硼酸硼酸，为白色粉末状结晶或三斜轴面鳞片状光泽结晶，有滑腻手感，无臭味。溶于水、酒精、甘油、醚类及香精油中，水溶液呈弱酸性。大量用于玻璃(光学玻璃、耐酸玻璃、耐热玻璃、绝缘材料用玻璃纤维)工业，可以改善玻璃制品的耐热、透明性能，提高机械强度，缩短熔融时间。重均分子量是基于凝胶渗透色谱法(简称为“GPC”)测定而进行聚苯乙烯换算后的值。GPC的测定条件采用本领域常规的条件测试，例如，可采用下述的方式测试得到。柱：将下述柱串联连接而使用。“TSKgelG5000”(7.8mmI.D.×30cm)×1根“TSKgelG4000”(7.8mmI.D.×30cm)×1根“TSKgelG3000”(7.8mmI.D.×30cm)×1根“TSKgelG2000”(7.8mmI.D.×30cm)×1根检测器：RI(差示折射计)；柱温度：40℃；洗脱液：四氢呋喃(THF)；流速：1.0mL/分钟；注入量：100μL(试样浓度4mg/mL的四氢呋喃溶液)；标准试样：使用下述单分散聚苯乙烯，制作标准曲线。本专利技术的第二方面提供一种如上所述的电纺尼龙56/PVA/硼酸复合纳米纤维的制备方法，包括以下步骤：(1)样品溶解：将尼龙56盐溶解于去离子水中；(2)原料混合：按质量比将PVA、硼酸加入所述步骤(1)溶液中，搅拌，混合均匀，得到尼龙56盐/PVA/硼酸混合溶液；(3)静电纺丝：通过电纺将所述步骤(2)尼龙56盐/PVA/硼酸混合溶液制备成尼龙56盐/PVA/硼酸原丝；(4)热处理：将所述步骤(3)尼龙56盐/PVA/硼酸混合溶液制备成尼龙56盐/PVA/硼酸原丝进行干燥，热处理后，得到所述尼龙56/PVA/硼酸复合纳米纤维。静电纺丝静电纺丝是一种特殊的纤维制造工艺，聚合物溶液或熔体在强电场中进行喷射纺丝。在电场作用下，针头处的液滴会由球形变为圆锥形(即“泰勒锥”)，并从圆锥尖端延展得到纤维细丝。这种方式可以生产出纳米级直径的聚合物细丝。在一种实施方式中，所述步骤(1)中所述尼龙56盐与所述去离子水的质量比为(0.3-0.5)：1；优选地，所述步骤(1)中所述尼龙56盐与所述去离子水的质量比为(0.3-0.4)：1；更优选地，所述步骤(1)中所述尼龙56盐与所述去离子水的质量比为(0.35-0.4)：1。在一种实施方式中，所述步本文档来自技高网...
【技术保护点】
电纺尼龙56/PVA/硼酸复合纳米纤维，其特征在于，所述复合纳米纤维包括尼龙56盐、分子粘合剂及耐热添加剂，所述分子粘合剂为PVA，所述耐热添加剂为硼酸；所述尼龙56盐与所述PVA的质量比为(0.66‑4)：1。
【技术特征摘要】
1.电纺尼龙56/PVA/硼酸复合纳米纤维，其特征在于，所述复合纳米纤维包括尼龙56盐、分子粘合剂及耐热添加剂，所述分子粘合剂为PVA，所述耐热添加剂为硼酸；所述尼龙56盐与所述PVA的质量比为(0.66-4)：1。2.如权利要求1所述的电纺尼龙56/PVA/硼酸复合纳米纤维，其特征在于，所述PVA与所述硼酸的质量比为(1.5-4)：1。3.如权利要求1所述的电纺尼龙56/PVA/硼酸复合纳米纤维，其特征在于，所述PVA与所述硼酸的质量比为(2-3)：1。4.如权利要求1所述的电纺尼龙56/PVA/硼酸复合纳米纤维，其特征在于，所述PVA的重均分子量为1.6×104-1×105g/mol。5.一种如权利要求1-4中任一项权利要求所述的电纺尼龙56/PVA/硼酸复合纳米纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)样品溶解：将尼龙56盐溶解于去离子水中；(2)原料混合：按质量比将PVA、硼酸加入所述步骤(1)溶液中，搅拌，混合均匀，得到尼龙56盐/PVA/硼酸混合溶液；(3)静电纺丝：通过电纺将所述步骤(2)尼龙56盐/PVA/...
【专利技术属性】
技术研发人员：侯豪情，徐细林，李永红，李春根，
申请(专利权)人：江西师范大学，
类型：发明
国别省市：江西;36
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