本发明专利技术涉及尼龙66/PVDF/PEO/硼酸复合纳米纤维及其制备方法。本发明专利技术复合纳米纤维包括尼龙66、PVDF、分子粘合剂、耐热添加剂，其制备方法包括以下步骤：a.将PEO溶于去离子水、搅拌、配得PEO溶液；b.将PVDF水乳液加入到步骤a所述的PEO溶液中，搅拌、配得PEO/PVDF混合液；c.将尼龙66盐、硼酸加入到步骤b所述的PEO/PVDF混合液中，搅拌、配得电纺丝溶液；d.将步骤c中的电纺丝溶液通过静电纺丝制得尼龙66盐/PVDF/PEO/硼酸原丝，经热处理，即得尼龙66/PVDF/PEO/硼酸复合纳米纤维。本发明专利技术复合纳米纤维具有高模量、高断裂伸长率的特点。
Nylon 66/PVDF/PEO/ boric acid composite nano fiber and preparation method thereof
The invention relates to nylon 66/PVDF/PEO/ boric acid composite nano fiber and a preparation method thereof. The composite nano fiber including nylon 66, PVDF, molecular adhesive, heat-resistant additives, its preparation method comprises the following steps: a. PEO dissolved in deionized water, stirring, with PEO solution; B. PEO solution PVDF water emulsion into step a in the mixing, worthy of PEO /PVDF mixture C. PEO/PVDF; mixture of nylon 66 salt, boric acid is added to the step B, stirring, worthy of electrospinning solution; D. electric spinning solution in step C by Electrospun Nylon 66 salt /PVDF/PEO/ boric acid precursor, after heat treatment, the nylon 66/PVDF/PEO/ boric acid composite nanofibers. The composite nanofiber has the characteristics of high modulus and high elongation at break.
【技术实现步骤摘要】
尼龙66/PVDF/PEO/硼酸复合纳米纤维及其制备方法
本专利技术涉及复合纳米纤维及其制备方法的
，更具体地，本专利技术涉及尼龙66/PVDF/PEO/硼酸复合纳米纤维及其制备方法。
技术介绍
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。聚偏氟乙烯(PVDF)是一种白色结晶聚合物，具有良好的化学稳定性，室温下耐酸碱腐蚀。聚偏氟乙烯具有较好的对称结构，结晶性能较好，使得PVDF材料具有较好的强度，而非结晶部分又使PVDF材料具有较好的韧性。今年来，复合材料作为一种易于制备且能显著提高制品性能的的新兴材料被广泛应用到各种领域，当材料间的复合之后，同时也可以改变单一材料的制备方法与工艺，因此，开发一种水溶液电纺制备高韧性和强度高的尼龙复合纳米纤维方法具有十分重要的意义。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供尼龙66/PVDF/PEO/硼酸复合纳米纤维及其制备方法。为了实现上述专利技术目的，本专利技术采取了以下技术方案：尼龙66/PVDF/PEO/硼酸复合纳米纤维，所述复合纳米纤维包括尼龙66、PVDF、分子粘合剂、耐热添加剂，所述分子粘合剂为PEO，所述耐热添加剂为硼酸；所述尼龙66/PVDF/PEO/硼酸复合纳米纤维的制备方法，包括以下步骤：a.配制PEO溶液：将PEO溶于去离子水、搅拌、配得PEO溶液；b.配制PEO/PVDF混合液：将PVDF水乳液加入到步骤a所述的PEO溶液中，搅拌、配得PEO/PVDF混合液；c.配制电纺丝溶液：将尼龙66盐、硼酸加入到步骤b所述的PEO/PVDF混合液中，搅拌、配得电纺丝溶液；d.电纺丝制备复合纳米纤维：将步骤c中的电纺丝溶液通过静电纺丝制得尼龙66盐/PVDF/PEO/硼酸原丝，经热处理，即得尼龙66/PVDF/PEO/硼酸复合纳米纤维。在一种实施方式中，步骤a中，所述PEO溶液通过将超高分子量PEO粉末溶解在35～45℃的水中，搅拌均匀后获得；所述超高分子量PEO粉末的重均分子量为105～107g/mol。在一种实施方式中，所述超高分子量PEO粉末的重均分子量为5×106g/mol。在一种实施方式中，所述尼龙66盐、PVDF、PEO的质量比为(2-9)：(3-7)：1。在一种实施方式中，所述PEO与硼酸的质量比为1-2.3。在一种实施方式中，所述PEO溶液含有3～6wt％的PEO。在一种实施方式中，所述PVDF水乳液含有30～50wt％的PVDF。在一种实施方式中，所述步骤d中所述静电纺丝时电压为10～40kV；纺丝喷嘴到对置电极收集基板的距离为15～30cm；纺丝流速为0.001～0.005mm/s。在一种实施方式中，所述步骤d中所述热处理包括：首先将尼龙66盐/PVDF/PEO/硼酸原丝置于50～80℃的条件下真空干燥1～2h；接着在150-300℃的温度条件下加热处理0.5-1h。本专利技术的另一个目的在于提供所述的尼龙66/PVDF/PEO/硼酸复合纳米纤维在纳米纤维非织造布领域中的应用。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术将尼龙66盐与PVDF水乳液混合，并加入分子粘合剂、耐热添加剂，得到电纺丝溶液，并通过静电纺丝以及热处理得到具有优异的力学性能的尼龙66/PVDF/PEO/硼酸复合纳米纤维，这解决了尼龙仅溶于甲酸、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的问题，同时制备得到高模量、高断裂伸长率的尼龙66/PVDF/PEO/硼酸复合纳米纤维。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。具体实施方式除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本专利技术所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。如本文所用术语“由…制备”与“包含”同义。本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。连接词“由…组成”排除任何未指出的要素、步骤或组分。如果用于权利要求中，此短语将使权利要求为封闭式，使其不包含除那些描述的材料以外的材料，但与其相关的常规杂质除外。当短语“由…组成”出现在权利要求主体的子句中而不是紧接在主题之后时，其仅限定在该子句中描述的要素；其它要素并不被排除在作为整体的所述权利要求之外。当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1至5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1-2”、“1-2和4-5”、“1-3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。此外，本专利技术要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个，并且单数形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显指单数形式。为了解决上述问题，本专利技术提供了尼龙66/PVDF/PEO/硼酸复合纳米纤维，所述复合纳米纤维包括尼龙66、PVDF、分子粘合剂、耐热添加剂，所述分子粘合剂为PEO，所述耐热添加剂为硼酸；所述尼龙66/PVDF/PEO/硼酸复合纳米纤维的制备方法，包括以下步骤：a.配制PEO溶液：将PEO溶于去离子水、搅拌、配得PEO溶液；b.配制PEO/PVDF混合液：将PVDF水乳液加入到步骤a所述的PEO溶液中，搅拌、配得PEO/PVDF混合液；c.配制电纺丝溶液：将尼龙66盐、硼酸加入到步骤b所述的PEO/PVDF混合液中，搅拌、配得电纺丝溶液；d.电纺丝制备复合纳米纤维：将步骤c中的电纺丝溶液通过静电纺丝制得尼龙66盐/PVDF/PEO/硼酸原丝，经热处理，即得尼龙66/PVDF/PEO/硼酸复合纳米纤维。本专利技术所述电纺丝溶液为浓度10-25wt％的电纺丝溶液，电纺丝溶液的绝对粘度为1-3.6Pa/s。PVDF水乳液：本专利技术所述PVDF水乳液是聚偏氟乙烯通过乳液聚合获得的水分散液。所述PVDF水乳液可以直接选择市售，作为本专利技术优选地实施方式，所述PVDF水乳液含有30～50wt％的PVDF。PEO：本专利技术所述PEO为聚氧化乙烯，又称聚环氧乙烷，是一种结晶性、热塑性的水溶性聚合物。PEO是白色可流动粉末，分子结构为(CH2CH2O)，此类树脂活性端基的浓度较低，没有明显的端基活性。由于其存在C-O-C键，通常具有柔顺性，可和电子受体或某些无机电解质形成缔合物。本文档来自技高网...
【技术保护点】
尼龙66/PVDF/PEO/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66、PVDF、分子粘合剂、耐热添加剂，所述分子粘合剂为PEO，所述耐热添加剂为硼酸。
【技术特征摘要】
1.尼龙66/PVDF/PEO/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66、PVDF、分子粘合剂、耐热添加剂，所述分子粘合剂为PEO，所述耐热添加剂为硼酸。2.根据权利要求1所述尼龙66/PVDF/PEO/硼酸复合纳米纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：a.配制PEO溶液：将PEO溶于去离子水、搅拌、配得PEO溶液；b.配制PEO/PVDF混合液：将PVDF水乳液加入到步骤a所述的PEO溶液中，搅拌、配得PEO/PVDF混合液；c.配制电纺丝溶液：将尼龙66盐、硼酸加入到步骤b所述的PEO/PVDF混合液中，搅拌、配得电纺丝溶液；d.电纺丝制备复合纳米纤维：将步骤c中的电纺丝溶液通过静电纺丝制得尼龙66盐/PVDF/PEO/硼酸原丝，经热处理，即得尼龙66/PVDF/PEO/硼酸复合纳米纤维。3.根据权利要求2所述的尼龙66/PVDF/PEO/硼酸复合纳米纤维，其特征在于，步骤a中，所述PEO溶液通过将超高分子量PEO粉末溶解在35～45℃的水中，搅拌均匀后获得；所述超高分子量PEO粉末的重均分子量为105～107g/mol。4.根据权利要求3所述的尼龙66/PVDF/PEO/硼酸复合纳米纤维，其特征在于，所述超高...
【专利技术属性】
技术研发人员：侯豪情，杨婷，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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