一种多孔纳米纤维的制备方法技术

一种多孔纳米纤维的制备方法，包括：将纺丝材料溶解于溶剂中，加入聚乙烯吡咯烷酮，搅拌均匀，制备纳米纤维聚合物溶液；将SiO2纳米颗粒加入所述纳米纤维聚合物溶液中，磁力搅拌至均匀，作为喷丝溶液；将所述喷丝溶液灌入喷射器中，在附加电场的作用下喷丝，通过控制喷丝时间和移动接受屏获得含SiO2纳米颗粒的纳米纤维，焙烧；将含SiO2纳米颗粒的纳米纤维溶液使用HF溶液浸泡并缓慢搅拌，清洗烘干，获得多孔纳米纤维织物。本发明专利技术采用颗粒掺杂在去除的方式，可以达到对纳米纤维制孔的效果，从而使用提供织物比较面积，提高染色性的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，特别是涉及一种能够提高染色性的多 孔纳米纤维的制备方法。
技术介绍
目前，随着人们生活水平的日益提高，消费观念的不断更新，消费者对纤维纺织 品，特别是纳米纤维纺织品的质量、品种、颜色等的要求越来越高。普遍使用的涤纶是一种 合成纤维，由于涤纶的分子结构比较规整，其亲水性和染色性较差，传统的化学改性要消耗 大量的水和化学药品，不仅操作复杂，而且污染环境。 同时，使用静电纺丝协同高温煅烧技术设备制备无机纳米纤维是近年来广泛使用 的一种方法.该方法操作简单，制备的无机纤维结构可通过溶液性质、纺丝参数以及后处 理实现形态、结构的可控，在纺织材料领域展现出优异的特性。 综上所述，目前迫切需要一种能够提高染色性的多孔纳米纤维的制备方法，能够 改善提高织物的比表面积、结构可控性，增强表面粗糙程度，实现对对纳米材料制孔，从而 提高其染色性。
技术实现思路
氢氟酸（HF)是一种弱酸，可以专一地与二氧化硅（SiO2)反应，其化学反应方程式 为：Si02+6HF = H2SIF6+2H20。使用HF腐蚀SiO2牺牲层，由于纳米纤维和SiO 2对HF的反应 不同，采用颗粒掺杂在去除的方式，可以达到对纳米纤维制孔的效果，从而使用提供织物比 较面积，提高染色性的目的。 为实现上述专利技术目的，本专利技术所提供的技术方案是： -种多孔纳米纤维的制备方法，包括： 1)将纺丝材料溶解于溶剂中，加入聚乙烯吡咯烷酮，搅拌均匀，制备纳米纤维聚合 物溶液； 2)将SiO2纳米颗粒加入所述纳米纤维聚合物溶液中，磁力搅拌至均匀，作为喷丝 溶液； 3)将所述喷丝溶液灌入喷射器中，在附加电场的作用下喷丝，通过控制喷丝时间 和移动接受屏获得含SiO2纳米颗粒的纳米纤维，焙烧； 4)将含SiO2纳米颗粒的纳米纤维使用HF溶液浸泡并缓慢搅拌，清洗烘干，获得多 孔纳米纤维织物。 进一步地，所述纳米材料为聚酯、聚丙烯腈及其共聚物、纤维素和木质素中的一种 或几种材料混合物，所述溶液为N，N-二甲二酰胺。 进一步地，在步骤1)中，纺织材料与溶剂的质量比为1:9-1:5,聚乙烯吡咯烷酮的 质量分数为10% ;在步骤2)中，加入所述SiO2纳米颗粒为纳米纤维聚合物溶液的5-13% ; 在步骤3)中，所述附加电场场强为0.2kV/Cm-2kV/cm，接受屏距离喷丝口 10-45cm，焙烤温 度为400-650°C;在步骤4)中，所述HF溶液质量分数为25-55%，所述浸泡并缓慢搅拌的时 间为8-16h。 进一步地，在步骤1)中，纺织材料与溶剂的质量比为1:7 ;在步骤2)中，加入所述 SiO2纳米颗粒为纳米纤维聚合物溶液的8%;在步骤3)中，所述附加电场场强为lkv/cm，接 受屏距离喷丝口 35cm，焙烤温度为550°C ;在步骤4)中，所述HF溶液质量分数为45%，所 述浸泡并缓慢搅拌的时间为l〇h。 进一步地，所述纳米纤维的直径为300_400nm。 采用上述技术方案，本专利技术的有益效果有： 1.在本专利技术中使用HF腐蚀Si02牺牲层，由于纳米纤维和SiOJ^HF的反应不同， 采用颗粒掺杂在去除的方式，可以达到对纳米纤维制孔的效果，介孔和微孔结构共存。 2.通过本专利技术的制备方法，能够有效提高织物的比表面积，使染料更好地分散其 中，增加染料对纤维的上染率，同时可以避免色花、色斑条花等染疵。织物孔隙增加，使染料 可以扩散到内部量增加，近而固着量有所增加，所以表现在织物染色的上染率和色泽都有 提高，改善织物的起毛起球现象。并且制造工艺简单，保护环境，成本较低，适合大规模工 业生产。 【具体实施方式】 实施例1 将纺丝材料溶解于溶剂中，加入10%的聚乙烯吡咯烷酮，搅拌均匀，制备纳米纤 维纺丝溶液；纺织材料与溶剂的质量比为1:9,纳米材料为聚酯、聚丙烯腈及其共聚物和木 质素中的一种或几种材料混合物，所述溶液为N，N-二甲二酰胺。 将5%的将SiO2纳米颗粒加入所述纳米纤维聚合物溶液中，磁力搅拌至均匀，作为 喷丝溶液。 将喷丝溶液加入至静电纺丝机中，进行静电纺丝，附加电场场强为0. 2kv/cm，接受 屏距离喷丝口 l〇cm，焙烤温度为400°C，制得含SiO2纳米颗粒的纤维。 将含SiO2纳米颗粒的纳米纤维使用25%的HF溶液浸泡并缓慢搅拌8h，清洗烘干， 获得多孔纳米纤维织物。 织物的表面粗糙程度增加，上染速率提高，成品的色牢度见表1。 实施例2 将纺丝材料溶解于溶剂中，加入10%的聚乙烯吡咯烷酮，搅拌均匀，制备纳米纤 维纺丝溶液；纺织材料与溶剂的质量比为1:5,纳米材料为聚酯、聚丙烯腈及其共聚物和木 质素中的一种或几种材料混合物，所述溶液为N，N-二甲二酰胺。 将13 %的将SiO2纳米颗粒加入所述纳米纤维聚合物溶液中，磁力搅拌至均匀，作 为喷丝溶液。 将喷丝溶液加入至静电纺丝机中，进行静电纺丝，附加电场场强为2kv/cm，接受屏 距离喷丝口 45cm，焙烤温度为650°C，制得含SiO2纳米颗粒的纤维。 将含SiO2纳米颗粒的纳米纤维使用55 %的HF溶液浸泡并缓慢搅拌16h，清洗烘 干，获得多孔纳米纤维织物。 织物的表面粗糙程度增加，上染速率提高，成品的色牢度见表1。 实施例3 将纺丝材料溶解于溶剂中，加入10%的聚乙烯吡咯烷酮，搅拌均匀，制备纳米纤 维纺丝溶液；纺织材料与溶剂的质量比为1:7,纳米材料为聚酯、聚丙烯腈及其共聚物和木 质素中的一种或几种材料混合物，所述溶液为N，N-二甲二酰胺。 将8 %的SiO2纳米颗粒加入所述纳米纤维聚合物溶液中，磁力搅拌至均匀，作为喷 丝溶液。 将喷丝溶液加入至静电纺丝机中，进行静电纺丝，附加电场场强为lkv/cm，接受屏 距离喷丝口 35cm，焙烤温度为550°C，制得含SiO2纳米颗粒的纤维。 将含SiO2纳米颗粒的纳米纤维使用45 %的HF溶液浸泡并缓慢搅拌10h，清洗烘 干，获得多孔纳米纤维织物。 织物的表面粗糙程度增加，上染速率提高，成品的色牢度见表1。 表1为实施例1、2、3中成品的色牢度： 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多孔纳米纤维的制备方法，其特征在于，包括：1)将纺丝材料溶解于溶剂中，加入聚乙烯吡咯烷酮，搅拌均匀，制备纳米纤维聚合物溶液；2)将SiO2纳米颗粒加入所述纳米纤维聚合物溶液中，磁力搅拌至均匀，作为喷丝溶液；3)将所述喷丝溶液灌入喷射器中，在附加电场的作用下喷丝，通过控制喷丝时间和移动接受屏获得含SiO2纳米颗粒的纳米纤维，焙烧；4)将含SiO2纳米颗粒的纳米纤维使用HF溶液浸泡并缓慢搅拌，清洗烘干，获得多孔纳米纤维织物。

【技术特征摘要】
1. 一种多孔纳米纤维的制备方法，其特征在于，包括： 1) 将纺丝材料溶解于溶剂中，加入聚乙烯吡咯烷酮，搅拌均匀，制备纳米纤维聚合物溶 液； 2) 将Si02纳米颗粒加入所述纳米纤维聚合物溶液中，磁力搅拌至均匀，作为喷丝溶 液； 3) 将所述喷丝溶液灌入喷射器中，在附加电场的作用下喷丝，通过控制喷丝时间和移 动接受屏获得含Si02纳米颗粒的纳米纤维，焙烧； 4) 将含Si02纳米颗粒的纳米纤维使用HF溶液浸泡并缓慢搅拌，清洗烘干，获得多孔纳 米纤维织物。2. 根据权利要求1所述的多孔纳米纤维的制备方法，其特征在于，所述纳米材料为聚 酯、聚丙烯腈及其共聚物和木质素中的一种或几种材料混合物，所述溶液为N，N-二甲二酰 胺。3. 根据权利要求1所述的多孔纳米纤维的制备方法，其特征在于，在步骤1)中，纺织材 料与溶剂的质量比为1:9-1:5,聚乙烯吡咯烷酮的质量分数为...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁振其，
申请(专利权)人：太仓苏纶纺织化纤有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32