本发明专利技术提供了一种反式橡胶纤维材料，所述反式橡胶为选自反式-1，4-聚异戊二烯、反式-1，4-聚丁二烯、反式-1，4-丁二烯-异戊二烯共聚橡胶、反式-1，4-丁二烯-间戊二烯共聚橡胶、反式-1，4-聚二烯烃橡胶合金、反式-1，4-二烯烃均聚物和/或共聚物的环氧化或氯化改性衍生物、及其衍生物中的一种或多种。其中，所述反式橡胶纤维的直径为100nm～10μm。另外，本发明专利技术还提供了所述反式橡胶纤维材料的制备方法及其用途。本发明专利技术的反式橡胶纤维材料具有直径细，质量轻，比表面积大，孔隙率大、质量体积比小等优点等，并且停放一段时间后仍能保持良好的纤维形貌，无现有技术中其他纤维所出现的纤维溶并变形的现象。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于纤维材料领域，具体涉及一种。
技术介绍
反式橡胶包括反式-1，4-聚异戊二烯，反式-1，4-聚丁二烯，反式-1，4- 丁二烯-异戊二烯共聚橡胶，反式-1，4- 丁二烯-间戊二烯共聚橡胶，反式-1，4-聚二烯烃橡胶合金等。反式橡胶与顺式橡胶有着完全相同的化学组成，但分子链构型截然相反。顺式橡胶的基团在双键键轴的同侧，分子链呈无规线团状，因此顺式橡胶在常温下表现为柔软的弹性体，被广泛用于轮胎工业中；反式橡胶的基团在双键键轴的异侧，分子链呈有序的折叠链，均聚物易结晶。目前反式橡胶可用作假肢套、运动安全康复护具及支具等医用功能材料，也可用作热刺激性形状记忆材料，如异型管接头、温控开关、多芯电缆接头等。此外，反式橡胶不仅耐磨性优秀，其耐撕裂性，低温性能，以及粘着性和生胶强度等性能也很突出，因此适用于做轮胎胶料，可以有效降低轮胎的滚动阻力以及压缩生热，显著提高耐疲劳性能。根据反式橡胶在材料谱中的特殊位置，还有许多有用的性能和用途有待开发，其发展前景无疑是十分广阔的。静电纺丝是目前制备纳米纤维最为简单有效的方法，其制得的纤维直径可在IOnm?1000 μ m之间。静电纺丝的原理是先给聚合物流体施加高压静电，带电的聚合物液滴在电场力的作用下克服表面张力形成喷射细流，喷射细流在空中形成多种形式的不稳定流动并伴随着溶剂的挥发，最终落在接地的接收装置上形成聚合物纤维。相对于一般方法制得的纤维，电纺纤维具有极大的比表面积和表面积体积比，特别适合作为组织工程材料使用，同时在过滤膜、超敏感传感器、智能服装等方面有广泛的应用前景。在过去的十几年里，静电纺丝以其简单通用等优点成为制备纳米纤维材料的代表技术。到目前为止，已有超过200种高分子材料通过静电纺丝制成纤维产品。美国专利US20030215624和US20040013873提供了多种聚合物的电纺纤维，包括:聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、聚苯乙烯、聚砜、聚碳酸酯、聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚酰胺、聚乙烯吡咯烷酮等。中国专利CN200710043808.8提供了一种利用静电纺丝制备三元乙丙橡胶纳米纤维的方法及其应用。中国专利CN200910079247.6提供了一种橡胶纳米纤维的制备方法，他们采用同轴静电纺丝法，制备出了橡胶为芯层，水溶性聚合物为壳层的纳米纤维，所选的橡胶为顺丁橡胶、丁基橡胶、娃橡胶和丁腈橡胶。文献[Macromol.Mater.Eng.2010,295:305-309]报道了顺式_1，4-聚异戊二烯的电纺纤维，制备了两种形貌的纤维，其中一种表面呈竹节状，直径20?60 μ m,可能用于微电子领域；另一种表面光滑,直径5?8 μ m。虽然目前多种聚合物已经通过电纺技术制成了纤维材料，但是反式橡胶的静电纺丝尚未见有相关报道。反式橡胶独特的性能特点与静电纺丝技术相结合制备的纳米纤维具直径细，质量轻，比表面积大，孔隙率大、质量体积比小等优点，将来在医用组织工程支架材料，伤口包覆材料，药物运输释放材料，过滤分离材料，催化负载材料，隔离保护材料，防辐射材料，新型服装材料等领域有着广泛的应用前景。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是提供一种反式橡胶纤维材料，所述反式橡胶选自反式-1，4-聚异戊二烯、反式-1，4-聚丁 二烯、反式-1，4- 丁 二烯-异戊二烯共聚橡胶、反式-1，4- 丁二烯-间戊二烯共聚橡胶、反式-1，4-聚二烯烃橡胶合金、反式-1，4- 二烯烃均聚物和/或共聚物的环氧化或氯化改性衍生物、及其衍生物中的一种或多种，其中所述二烯烃优选为C4-C5的反式-1,4- 二稀经。所述反式橡胶的重均分子量为I万?200万，优选为I万-50万，更优选2万-20万，最优选5万-10万，反式1，4结构摩尔分数含量大于80%。优选地,所述反式橡胶纤维的直径在IOOnm?10 μ m,优选IOOnm?2000nm,更优选 300nm ?2000nm,最优选 500nm ?lOOOnm。优选地，所述反式橡胶纤维材料中纤维的排列可以是无序排列、单向排列、交叉排列、卷曲无序、卷曲单向排列、卷曲交叉排列或纤维集束。优选地，所述反式橡胶纤维材料中的纤维可以是光滑的纤维、串珠状纤维、缎带状纤维、分枝状纤维、核壳状纤维、中空状纤维或表面含孔洞的纤维。本专利技术的目的之二是提供一种所述反式橡胶纤维材料的制备方法，所述方法包括以下步骤:(I)纺丝液的配制:将反式橡胶粉粒在20?60°C下溶于溶剂中，配制成浓度为0.1?20.0w/v% (g/mL)的均勻透明的聚合物溶液,冷却至室温待用；(2)静电纺丝:将配好的纺丝液装入静电纺丝设备的储液装置中，储液装置的活塞与给料装置相连接，储液装置的喷丝头连接高压电源的正极，在下列条件下进行纺丝得到反式橡胶纤维或纤维膜:电压为10?60kV ;溶液的供料速率为10?200 μ L/min ;储液装置的喷丝头与接地的接收装置之间的距离为5?50cm ;纺丝环境的温度为10?60°C;纺丝环境的湿度为10%?80% ;(3)将步骤(2)得到的反式橡胶纤维或纤维膜放入真空烘箱中真空干燥，干燥温度20?40°C，干燥时间24?48h，得到反式橡胶纤维材料。在步骤(I)中，视对不同橡胶的溶解性，所用溶剂可以为选自二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、丙酮、正庚烷、环己烷、四氢呋喃、苯、甲苯、二甲苯、乙酸乙酯、N，N-二甲基甲酰胺等醇、醛、胺、酯、醚、酮、芳香烃、卤代烃中的一种或多种。在步骤⑵中，纺丝条件优选如下:电压为15?40kV ;溶液的供料速率为40?100 μ L/min ;储液装置的喷丝头与接地的接收装置之间的距离为10?20cm ;纺丝环境温度为25?35°C ;纺丝环境湿度为20%?40%。在步骤(2)中，若制备无序排列的纤维，接收装置可采用金属平板；若制备单向排列的纤维，接收装置可采用旋转滚筒、旋转框架、旋转圆盘、平行圆环或平行平板；若制备交叉排列的纤维，接收装置可采用多对平行平板；若制备纤维集束，接收装置可采用旋转滚筒并在旋转滚筒前放置接地针头收集。在步骤(2)中，若制备均匀的纤维无纺布或薄膜，则旋转滚筒转速的适宜值为50?100r/min,喷丝头移动速度的适宜值为200?300mm/min,无纺布或纤维膜厚度可根据纺丝时间自行调整。所述的反式橡胶溶液静电纺丝加工过程所用的设备包括:高压电源、供料泵、喷丝头、收集装置、环境温度控制设备等。高压电源一般可采用正负直流高压输出源，输出的最大电压在40?60kV ;供料泵的输出方式可以米用多种输出频率的输出泵给料,一般的最大输出范围在300 μ L/min以下；喷丝头材料选用不锈钢、铜或铁镍合金等良导体，喷丝头直径在Imm以下，还可以根据产量需要采用单喷头纺丝或多喷头分布纺丝的方式，多喷头纺丝一般选用喷丝头平行分布，可以I?5排喷丝头，单排喷丝头数量一般为20个以下，相邻喷丝头之间距离为I?5cm ;收集装置可以为铝箔直接收集或不锈钢、铜、铁镍合金等良导体金属丝的平行排列或是交叉排列的网状收集，收集装置部分可以采用旋转圆盘、平板、滚筒等各种形式的收集器，亦可根据需要采用对所选体系的不良溶剂作为收集体系的液体收集方式；电纺丝环境温度控制装置可以采用红外灯加热方式、电阻丝加热方式、循环热空本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种反式橡胶纤维材料，其中，所述反式橡胶为选自反式‑1，4‑聚异戊二烯、反式‑1，4‑聚丁二烯、反式‑1，4‑丁二烯‑异戊二烯共聚橡胶、反式‑1，4‑丁二烯‑间戊二烯共聚橡胶、反式‑1，4‑聚二烯烃橡胶合金、反式‑1，4‑二烯烃均聚物和/或共聚物的环氧化或氯化改性衍生物、及其衍生物中的一种或多种。
【技术特征摘要】
1.一种反式橡胶纤维材料，其中，所述反式橡胶为选自反式-1，4-聚异戊二烯、反式-1，4-聚丁二烯、反式-1，4- 丁二烯-异戊二烯共聚橡胶、反式-1，4- 丁二烯-间戊二烯共聚橡胶、反式-1，4-聚二烯烃橡胶合金、反式-1，4- 二烯烃均聚物和/或共聚物的环氧化或氯化改性衍生物、及其衍生物中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的反式橡胶纤维材料，其中，所述反式橡胶的重均分子量为I万~200万，反式1，4结构摩尔分数含量大于80%。3.根据权利要求1所述的反式橡胶纤维材料，其中，所述反式橡胶纤维的直径为.100nm ~10 μ m。4.根据权利要求1至3之一所述的反式橡胶纤维材料，其中，所述反式橡胶纤维材料中纤维的排列为无序排列、单向排列、交叉排列、卷曲无序、卷曲单向排列、卷曲交叉排列或纤维集束。5.根据权利要求1至3之一所述的反式橡胶纤维材料，其中，所述反式橡胶纤维材料中的纤维是光滑的纤维、串珠状纤维、缎带状纤维、分枝状纤维、核壳状纤维、中空状纤维或表面含孔洞的纤维。6.权利要求1至5之一所述的反式橡胶纤维材料的制备方法，所述方法包括以下步骤: (1)纺丝液的配制:将反式橡胶粉粒在20~60°C下溶于溶剂中，配制成浓度为0.1~.20.0g/mL的均匀透明的聚合物溶液，冷却至室温待用； (2)静电纺丝:将配好的纺丝液装入静电纺丝设备的储液装置中，储液装置的活塞与给料装置相连接，储液装置的喷丝头连接高压电源的正极，在下列条件下进行纺丝得到反式橡胶纤维或纤维膜:电压为10~60kV ;溶液的供料速率为10~200 μ L/min ;储液装置的喷丝头与接地的接收装置之间的距离为5~50cm ;纺...
【专利技术属性】
技术研发人员：贺爱华，王超，姚薇，邵华锋，刘晨光，姜秀波，
申请(专利权)人：青岛科技大学，
类型：发明
国别省市：山东;37
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