一种热牵引聚酰胺纳米纤维膜/聚烯烃弹性体复合材料及其制备方法技术

技术编号:19443592 阅读:32 留言:0更新日期:2018-11-14 15:56
本发明专利技术公开了一种热牵引聚酰胺纳米纤维膜/聚烯烃弹性体复合材料的制备方法及产品,包含一下步骤:(1)静电纺丝法制备聚酰胺纳米纤维;(2)热牵引法处理得到的热牵引聚酰胺纤维;(3)制备聚烯烃弹性体溶液;(4)对热牵引聚酰胺纳米纤维膜和聚烯烃弹性体进行复合。在纺丝过程中随着纤维收集时间的增长,纤维的排列有序度会降低,同时也会导致纤维的结晶度降低,通过热牵引法处理纤维膜可以减少乱丝、使排列更加紧密,提高了纤维的取向性。本发明专利技术与现有的熔融热塑性材料法相比,操作简单、设备投入少、成本低、操作简单,而且利用纳米纤维膜多孔性使聚烯烃弹性体分布均匀,利于提高复合材料的拉伸性能。

【技术实现步骤摘要】
一种热牵引聚酰胺纳米纤维膜/聚烯烃弹性体复合材料及其制备方法
本专利技术涉及高分子复合材料领域,具体涉及一种热牵引聚酰胺纳米纤维膜/聚烯烃弹性体复合材料及其制备方法。
技术介绍
静电纺丝是将聚合物流体或熔体在高压电场作用下进行拉伸而获得纳米纤维。由于静电纺丝纤维独特的性能被广泛应用于诸多领域,但对材料性能的要求也在提高。定向静电纺丝与非定向静电纺丝相比,定向性较为明显,排列更加紧密,但还存在乱丝、取向性小等问题。在高温下对定向纳米纤维进行拉伸可减少乱丝,使得纤维径向密度增加,力学性能也明显提高。聚酰胺又称为PA66,是由己二酸和己二胺缩合而成的高分子材料,广泛应用于汽车、电子电气、机械、包装、通讯、日用品等领域。聚烯烃弹性体(POE)是乙烯和辛烯的共聚物,分子中没有不饱和双键,具有优良的耐老化性能,有较好的流动性,相对密度较小且价格低。聚烯烃弹性体(POE)被称作是一种应用前景广阔的新型弹性体材料。利用纳米纤维多孔性和聚烯烃弹性体流动性将经过热牵引纳米纤维聚稀烃弹性体的结合在一起,经过渗透,挥发等一系列操作制备出一种力学性能更好复合材料,这种复合材料可以延续纯聚烯共弹性体材料环保、易加工等优点,进一步提升聚烯烃弹性体材料的拉伸强度、伸长率等性能。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决目前聚烯烃弹性体及其复合材料的制备方法较少导致其发展和应用受到极大限制的问题,提供了一种热牵引聚酰胺纳米纤维膜/聚烯烃弹性体复合材料的制备方法。该方法将聚酰胺与甲酸配制成纺丝液,将该纺丝液采用静电纺丝法制得的聚酰胺纤维膜并进行热牵引,以热牵引后的纤维膜作为骨架与聚烯烃弹性体溶液复合后挥发除去溶剂,制备成热牵引聚酰胺纳米纤维膜/聚烯烃弹性体复合材料。为了达到上述专利技术的目的,本专利技术采用以下技术方案:一种热牵引聚酰胺纳米纤维膜/聚烯烃弹性体复合材料,(1)复合材料复合之前需要聚酰胺米纤维膜在高温下进行热牵引处理;(2)该复合材料是由热牵引聚酰胺纳米纤维膜和聚烯烃弹性体两种材料构成;(3)该复合材料具有酰胺基:(4)该复合材料的物理化学性质:外观乳白色薄片,可溶于丙酮、丁酮、甲苯、二甲苯、三氯烷、环己酮、正庚烷、石油醚等;难溶于无水乙醇、水等;厚度为0.25~0.45mm、密度为1.001~1.615g/cm3,熔点为180~260℃。一种如前所述的热牵引聚酰胺纳米纤维膜/聚烯烃弹性体复合材料的制备方法,具体包括以下步骤:(1)将聚酰胺加入到溶剂甲酸中,混合搅拌得到聚酰胺溶液,采用静电纺丝方法制备得到聚酰胺纳米纤维膜;(2)上述的得到的聚酰胺纳米纤维膜裁剪为宽为4~6cm,长为13~16cm的长方形聚酰胺纤维膜;(3)将上述得到的长方形聚酰胺纤维膜两端用载玻片固定,载玻片一端与长方形聚酰胺纤维膜一端对齐,两端用夹子夹紧;(4)将烘箱升温至120~150℃,并保持恒定,打开烘箱,将已固定的长方形聚酰胺维膜垂直悬挂于的烘燥箱中进行热牵引逐渐伸长至纤维膜长度不再发生变化;(5)将上述得到的拉伸过的长方形聚酰胺纤维膜的中间部分裁剪为2.5*7.5cm的小长方形聚酰胺纤维膜;(6)将聚烯烃弹性体溶解在有机溶剂中,制备质量浓度为4~15%的聚烯烃弹性体溶液;(7)以步骤(5)得到的热牵引聚酰胺纳米纤维膜浸渍于步骤(6)得到的聚烯烃弹性体溶液中,待有机溶剂挥发后即得到热牵引聚酰胺纳米纤维膜/聚烯烃弹性体复合材料。作为技术方案的进一步改进,以上所述的一种热牵引聚酰胺纳米纤维膜/聚烯烃弹性体复合材料的制备方法,所述的聚酰胺分子量为14000~30000。作为技术方案的进一步改进,以上所述的一种热牵引聚酰胺纳米纤维膜/聚烯烃弹性体复合材料的制备方法,所述的步骤(6)中的有机溶剂包括丙酮、丁酮、甲苯、二甲苯、三氯烷、环己酮、正庚烷、石油醚中的一种或两种以上的混合。作为技术方案的进一步改进,以上任一所述的一种热牵引聚酰胺纳米纤维膜/聚烯烃弹性体复合材料的制备方法,所述步骤(1)中静电纺丝参数为:电压8~35KV,纺丝距离为8~25cm,滚筒速度为0~2500rpm,喷头速率为0.20~0.85ml/h;静电纺丝制备的纤维直径为100nm~1.2um。当滚筒速度为0rpm是指用一块固定板接收,用于电纺不定向,得到不定向膜。作为技术方案的进一步改进,以上所述的一种热牵引聚酰胺纳米纤维膜/聚烯烃弹性体复合材料的制备方法,所述步骤(4)中热牵引时条件参数为:温度120~150℃,悬挂重量9~30g,牵引时间25~40min,空气湿度70~99%。作为技术方案的进一步改进,以上所述的一种纤维膜/聚烯烃弹性体复合材料的制备方法,其特征在于,所述热牵引聚酰胺纳米纤维膜在热牵引聚酰胺纳米纤维膜/聚烯烃弹性体复合材料中质量百分比为1.5~15%。作为技术方案的进一步改进,以上所述的一种热牵引聚酰胺纳米纤维膜/聚烯烃弹性体弹性体复合材料的制备方法,步骤(1)中,溶解聚酰胺时的温度为20~80℃,搅拌时间为4~24h。作为技术方案的进一步改进,以上所述的一种热牵引聚酰胺纳米纤维膜/聚烯烃弹性体复合材料的制备方法,其特征在于,步骤(7)的具体步骤为:待聚烯烃弹性体溶液温度降到120~190℃,倒入模具中;先倒入聚烯烃弹性体混合溶液的量占模具体积的一半,再将热牵引后的聚酰胺纳米纤维膜置于溶液表面,最后再加聚烯烃弹性体混合溶液直至溶液表面模具相平;在40℃下放置8~24h,得到热牵引聚酰胺纳米纤维膜/聚烯烃弹性体复合材料。本专利技术具有以下有益效果:1.本专利技术首次将热牵引后的聚酰胺纳米纤维膜与聚烯烃弹性体结合,经浸渍法得到了力学性能优异的热牵引聚酰胺纳米纤维膜增强聚烯烃弹性体复合材料。2.本专利技术通过控制静电纺丝的接收条件制备了聚酰胺纳米纤维膜并用热牵引法处理了聚酰胺纳米纤维膜;最后合成热牵引聚酰胺纳米纤维膜增强聚烯烃弹性体体复合材料,热牵引通过提高聚酰胺纤维膜取向度增加了聚酰胺/POE复合材料的比例,提高了熔点增加了热稳定性,改进了纤维的质量,有效提升聚酰胺纳米纤维膜/聚烯烃弹性体材料的张力、拉伸强度、伸长率等性能。3.本专利技术公开的制备方法中原料易得,操作简单,反应时间短,设备要求低,实验成本低,适合大批量生产。附图说明图1是本专利技术热牵引聚酰胺纳米纤维膜/聚烯烃弹性体复合材料的红外谱图。图2是实施例4中静电纺聚酰胺纳米纤维膜的扫描电镜图。图3是实施例4中静电纺热牵引聚酰胺纳米纤维膜的扫描电镜图。图4是本专利技术热牵引静电纺聚酰胺纳米纤维膜/聚烯烃弹性体复合材料的照片。具体实施方式下面通过具体实施例对本专利技术的技术方案作进一步描述说明。如果无特殊说明,本专利技术的实施例中所采用的原料均为本领域常用的原料,实施例中所采用的方法,均为本领域的常规方法。实施例1一种热牵引聚酰胺纳米纤维膜/聚烯烃共弹性体复合材料的制备方法,具体包括以下步骤:(1)聚酰胺纳米纤维膜制备:在温度为30℃条件下将0.3200g分子量为18000聚酰胺加入到4g溶剂甲酸中,混合搅拌4h,得到聚丙烯腈的质量百分比为8%的聚酰胺溶液;将得到的聚酰胺溶液采用静电纺丝方法制备得到聚酰胺纳米纤维膜;静电纺丝参数为:电压8KV,纺丝距离为9cm,滚筒速度为0rpm,喷头速率为0.4ml/h,实验进行3h;静电纺制备的纤维直径为400n本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热牵引聚酰胺纳米纤维膜/聚烯烃弹性体复合材料,其特征在于:(1)复合材料复合之前需要聚酰胺米纤维膜在高温下进行热牵引处理;(2)该复合材料是由热牵引聚酰胺纳米纤维膜和聚烯烃弹性体两种材料构成;(3)该复合材料具有酰胺基:

【技术特征摘要】
1.一种热牵引聚酰胺纳米纤维膜/聚烯烃弹性体复合材料,其特征在于:(1)复合材料复合之前需要聚酰胺米纤维膜在高温下进行热牵引处理;(2)该复合材料是由热牵引聚酰胺纳米纤维膜和聚烯烃弹性体两种材料构成;(3)该复合材料具有酰胺基:(4)该复合材料的物理化学性质:外观乳白色薄片,可溶于丙酮、丁酮、甲苯、二甲苯、三氯烷、环己酮、正庚烷、石油醚等;难溶于无水乙醇、水等;厚度为0.25~0.45mm、密度为1.001~1.615g/cm3,熔点为180~260℃。2.如权利要求1所述的热牵引聚酰胺纳米纤维膜/聚烯烃弹性体复合材料的制备方法,其特征在于,具体包括以下步骤:(1)将聚酰胺加入到溶剂甲酸中,混合搅拌得到聚酰胺溶液,采用静电纺丝方法制备得到聚酰胺纳米纤维膜;(2)上述的得到的聚酰胺纳米纤维膜裁剪为宽为4~6cm,长为13~16cm的长方形聚酰胺纤维膜;(3)将上述得到的长方形聚酰胺纤维膜两端用载玻片固定,载玻片一端与长方形聚酰胺纤维膜一端对齐,两端用夹子夹紧;(4)将烘箱升温至120~150℃,并保持恒定,打开烘箱,将已固定的长方形聚酰胺纤维膜垂直悬挂于的烘燥箱中进行热牵引逐渐伸长至纤维膜长度不再发生变化;(5)将上述得到的拉伸过的长方形聚酰胺纤维膜的中间部分裁剪为2.5*7.5cm的小长方形聚酰胺纤维膜;(6)将聚烯烃弹性体溶解在有机溶剂中,制备质量浓度为4~15%的聚烯烃弹性体溶液;(7)以步骤(5)得到的热牵引聚酰胺纳米纤维膜浸渍于步骤(6)得到的聚烯烃弹性体溶液中,待有机溶剂挥发后即得到热牵引聚酰胺纳米纤维膜/聚烯烃弹性体复合材料。3.根据权利要求2所述的一种热牵引聚酰...

【专利技术属性】
技术研发人员:许海棠张霞周菊英雷福厚赵彦芝李鹏飞
申请(专利权)人:广西民族大学
类型:发明
国别省市:广西,45

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