【技术实现步骤摘要】
一种超高分子量聚氧化乙烯纤维及其制备方法
本专利技术涉及一种聚氧化乙烯纤维,尤其涉及一种超高分子量聚氧化乙烯纤维及其制备方法,属于高分子材料
技术介绍
聚氧化乙烯(PEO),又称聚环氧乙烷,是由环氧乙烷多相催化开环聚合而成的高分子量均聚体。PEO分子链上的氧原子有非共用电子对,对缺电子物质有很强的亲合力;水溶性好,生物相容性好且可生物降解,有非常广泛的应用。例如,PEO可与许多有机低分子化合物、有机聚合物以及某些无机电解质形成络合物,用作聚合物电解质基质材料;与CO2有较强的四角偶极作用,可用于制备气体分离膜等。此外,PEO有较多纺丝方面的研究。例如PEO可与难以纺丝的材料通过氢键复合,以静电纺丝法制备纳米纤维。公开号为CN103706335A的中国专利技术专利将PEO与难以静电纺丝的壳聚糖复合,并加入铁化合物,成功制得复合纳米纤维,可以用于砷化合物的吸附与分离。然而,此方法制备的复合纤维强度很低(<20MPa),难以满足实际使用的需求。PEO也有较多工业化纺丝的探究。日本Toshito等采用熔融纺丝法制备了PEO纤维,发现分子量54万的PEO所制备的纤维强度最高,达0.08GPa;若原料分子量继续增加,相应的加工温度也需升高,导致加工过程中降解非常严重,反而降低了力学性能。公开号为US4619988A的美国专利技术专利用分子量为100万的PEO为原料,二甲苯作溶剂进行溶液纺丝。在35℃~45℃温度范围内,由于流动诱导结晶效应,可促使PEO结晶生长从而制得连续纤维。力学测试表明,该PEO纤维 ...
【技术保护点】
1.一种超高分子量聚氧化乙烯纤维的制备方法,其特征在于包括:/n提供包含超高分子量聚氧化乙烯、抗氧剂和纺丝溶剂的纺丝溶液,其中所述纺丝溶剂包括水、二甲基亚砜、甲醇、四氢呋喃、甲苯、苯、N,N-二甲基甲酰胺和1,4-二氧六环中的任意一种或两种以上的组合,所述纺丝溶液中超高分子量聚氧化乙烯的含量为2~10wt%,所述纺丝溶液中溶解后超高分子量聚氧化乙烯的分子量较原料保持率在70%以上;/n采用湿法纺丝法,将所述纺丝溶液注入凝固浴中凝固定型得到冻胶丝,以萃取剂对所述冻胶丝进行萃取处理,并干燥,获得超高分子量聚氧化乙烯萃取干燥纤维;其中所述湿法纺丝法采用的工艺条件包括:纺丝温度为50~90℃,喷丝头与凝固浴液面之间的垂直距离为1~5cm,凝固浴温度为-25~10℃,喷丝头与凝固浴液面之间施加1~5倍的牵伸;/n对所述超高分子量聚氧化乙烯萃取干燥纤维进行热牵伸,所述热牵伸的温度为40~70℃,热牵伸的总倍数为5~30倍,获得超高分子量聚氧化乙烯纤维。/n
【技术特征摘要】
1.一种超高分子量聚氧化乙烯纤维的制备方法,其特征在于包括:
提供包含超高分子量聚氧化乙烯、抗氧剂和纺丝溶剂的纺丝溶液,其中所述纺丝溶剂包括水、二甲基亚砜、甲醇、四氢呋喃、甲苯、苯、N,N-二甲基甲酰胺和1,4-二氧六环中的任意一种或两种以上的组合,所述纺丝溶液中超高分子量聚氧化乙烯的含量为2~10wt%,所述纺丝溶液中溶解后超高分子量聚氧化乙烯的分子量较原料保持率在70%以上;
采用湿法纺丝法,将所述纺丝溶液注入凝固浴中凝固定型得到冻胶丝,以萃取剂对所述冻胶丝进行萃取处理,并干燥,获得超高分子量聚氧化乙烯萃取干燥纤维;其中所述湿法纺丝法采用的工艺条件包括:纺丝温度为50~90℃,喷丝头与凝固浴液面之间的垂直距离为1~5cm,凝固浴温度为-25~10℃,喷丝头与凝固浴液面之间施加1~5倍的牵伸;
对所述超高分子量聚氧化乙烯萃取干燥纤维进行热牵伸,所述热牵伸的温度为40~70℃,热牵伸的总倍数为5~30倍,获得超高分子量聚氧化乙烯纤维。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于具体包括:
将超高分子量聚氧化乙烯、抗氧剂加入纺丝溶剂中,并向所获混合液中通入惰性气体除氧2min以上;
于70~150℃对所述混合液进行搅拌预溶解5~300min,再于30~120℃进行恒温震荡5~120h,得到透明均一的纺丝溶液。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述纺丝溶剂包括N,N-二甲基甲酰胺和/或甲苯;和/或,所述纺丝溶液中超高分子量聚氧化乙烯的含量为3~5wt%;和/或,所述抗氧剂包括[β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸]季戊四醇酯、3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸十八烷基酯、N,N-二苯基脲和五硫化胺中的任意一种或两种以上的组合;和/或,所述抗氧剂与超高分子量聚氧化乙烯的质量比为0.05~10:100,优选为0.2~5:100,尤其优选为0.5~2:100。
4.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于:所述除氧的时间为2~30min,优选为5~15min;和/或,所述预溶解的时间为10~120min,优选为30~60min;和/或,所述恒温震荡的温度为40~100℃,优选为50~80℃;和/或,所述恒温震荡的时间为12~72h,优选为24~48h;
和/或,所述超高分子量聚氧化乙烯的粘均分子量为400~100...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈鹏,苏金鹏,
申请(专利权)人:中国科学院宁波材料技术与工程研究所,
类型:发明
国别省市:浙江;33
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