一种光交联聚乙烯醇衍生物复合纳米纤维及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种光交联聚乙烯醇衍生物复合纳米纤维及其制备方法。包括下列步骤：(1)配制一定浓度的丙烯酰基聚乙烯醇或丙烯氧基聚乙烯醇的乙醇或N，N‑二甲基甲酰胺溶液，加入光交联引发剂混合均匀。(2)将(1)所制备的混合溶液通过静电纺丝法制备纳米纤维材料。(3)将所得纳米纤维材料通过紫外光照射一定时间后得光交联纳米纤维材料。(4)可将(1)中混合溶液中再加入丙烯酰基取代环糊精或丙烯氧基取代环糊精，在通过静电纺丝的方法制备纳米纤维材料，然后通过紫外灯照射得光交联环糊精复合纳米纤维材料。本发明专利技术采用静电纺丝和光交联固化的方式制备了一种新型的纳米纤维膜材料。材料制备方法简单、产品稳定性好、可用于纳米或微米颗粒的分离并能实现对小分子的快速选择性吸附，该材料具有良好的可再生性，可用于空气净化和水净化等领域。

A photocrosslinked polyvinyl alcohol derivative composite nanofiber and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种光交联聚乙烯醇衍生物复合纳米纤维及其制备方法
本专利技术属于纳米材料、纤维材料、膜材料、药物控释材料、空气净化、水净化领域，具体涉及一种新型光交联纳米纤维材料及其制备方法。
技术介绍
纳米纤维材料具有比表面积大、孔隙率高的优点。以纳米纤维制备的过滤材料可以有效过滤空气中的病毒、细菌等病原体以及PM2.5、PM10等固体颗粒。聚乙烯醇是一种具有良好水溶性、生物相容性、成膜性的高分子材料，易于通过静电纺丝的方法制备纳米纤维膜材料。以聚乙烯醇和丙烯酰氯/丙烯基溴反应制备的丙烯酰基聚乙烯醇/烯丙基聚乙烯醇含有双键活性基团，可以通过光引发交联反应。传统高分子材料通过静电纺丝的方法制备的纳米纤维膜，存在选择性差、可重复利用度低等缺点，因此有必要开发一种能具有选择性吸附且可以重复利用性好的纳米纤维膜材料。环糊精是一类具有疏水空腔和亲水外缘的环状化合物，根据其聚合度的不同分为α、β、γ-环糊精(分别是6，7，8个D(+)-吡喃型葡萄糖组成的环状低聚物)，其相对应的空腔大小也不同。其中β-CD的分子空腔大小适中，生产成本较低，应用范围广，是目前使用最多的环糊精产品。同时β-CD的疏水区域及催化活性有限，使其在应用上受到一定限制。为了克服环糊精存在的上述缺点，研究人员尝试对环糊精进行化学修饰，以改变环糊精的性质从而扩大其应用范围。目前环糊精及其衍生物广泛应用于药物控释、食品除臭、催化、吸附和分离等领域。其中，含有双键的环糊精衍生物因可以通过光交联固化的特性，展现了广阔的应用前景。本专利技术分别以丙烯酰基聚乙烯醇和烯丙基聚乙烯醇为原料，配置成一定浓度的溶液并添加少量光引发剂，通过静电纺丝的方法制备纳米纤维膜材料，然后通过光交联的方法制备交联纳米纤维膜材料。所制备的纳米纤维膜具有在空气和溶剂中稳定性好，成膜性好、孔隙率高的优点。通过对上述实验步骤进行改进，即在上述配制的溶液中加入含有丙烯酰基取代环糊精或烯丙基取代环糊精，通过静电纺丝的方法制备纳米纤维复合膜，再通过光交联的方法制备交联复合纳米纤维膜材料。利用纳米纤维比表面积大、孔隙率高、光交联后稳定性好等优点和环糊精对对小分子的包合作用，制备出同时对固体颗粒和小分子具有双重过滤和吸附作用的纳米功能材料，可应用于隔膜材料、药物控释材料、空气净化、水净化等领域。
技术实现思路
本专利技术涉及一种新型的光交联聚乙烯醇衍生物复合纳米纤维及其制备方法，采用的技术方案包括高分子混合溶液的配制，静电纺丝法制备纳米纤维膜，光引发交联反应。光交联聚乙烯醇衍生物复合纳米纤维，包括以下方法和步骤：(1)光交联聚乙烯醇衍生物复合纳米纤维的制备方法：以丙烯酰基聚乙烯醇为原料，以N，N-二甲基甲酰胺为溶剂配置成一定浓度的溶液并添加少量光引发剂，通过静电纺丝的方法制备纳米纤维膜材料，然后通过光照交联的方法制备交联纳米纤维膜材料。(2)光交联聚乙烯醇衍生物/环糊精复合纳米纤维及其制备方法：以丙烯酰基聚乙烯醇和烯丙基环糊精为原料，以N，N-二甲基甲酰胺为溶剂配置成一定浓度的溶液，加入少量光引发剂，通过静电纺丝的方法制备纳米纤维膜材料，然后通过光照交联的方法制备交联纳米纤维膜材料。综上所述，本专利技术具有的特殊之处在于：(1)本专利技术制备了聚乙烯醇衍生物复合纳米纤维。以聚乙烯醇衍生物为原料，通过静电纺丝的方法，可以在很宽的浓度和电压范围内制备纳米纤维，所制备纳米纤维分布窄，易于工业化制备纳米纤维膜材料。(2)本专利技术采用将含有双键的聚乙烯醇衍生物与单体为含有双键的环糊精衍生物或葫芦脲衍生物进行物理混合、通过改变单体与聚乙烯醇衍生物的配比可以调节材料中单体的固含量。通过光化学引发交联反应的方法，制备出交联度高、稳定性好、孔隙率高、吸附效果好的纳米纤维膜材料，交联后可保持其原有纤维结构的基本形貌不变。该方法通用性强，可将含有双键不同类型的小分子化合物与含有双键的聚乙烯醇衍生物混合，然后静电纺丝和光交联的方法制备性能不同的纳米纤维膜材料。具体实施方式以下通过具体实例来说明本专利技术。然而，本专利技术不受所举的具体实例任何限制。本领域技术人员清楚，在不偏离本专利技术主旨和范围的情况下可以对本专利技术做出变化或调整，这些变化或调整也纳入本专利技术的保护范围内。实施例：(1)光交联聚乙烯醇衍生物纳米纤维膜的制备：配制10％(w/v)的丙烯酰基取代聚乙烯醇的N，N-二甲基甲酰胺溶液，将光引发剂1-羟基环己基苯基甲酮溶解到该溶液中配置成与丙烯酰基取代聚乙烯醇质量比5％(w/w)混合液，将混合液置于带有8#平头针头的注射器中。利用恒流注射泵以0.6mL·h-1的流速输送混合物溶液。以铝箔作为接收器，针头与接收器之间的距离设置为15cm，电压设置为12kV。纳米纤维膜的制备均在20℃，相对湿度为35％的环境中制备。紫外灯光照30min得交联聚乙烯醇衍生物纳米纤维膜。(2)光交联聚乙烯醇衍生物复合纳米纤维膜的制备：配制10％(w/v)的丙烯酰基取代聚乙烯醇的N，N-二甲基甲酰胺溶液，将光引发剂1-羟基环己基苯基甲酮和丙烯酰基取代环糊精溶解到该溶液中配置成分别与丙烯酰基取代聚乙烯醇质量比为5％(w/w)和30％(w/w)的混合液，将混合液置于带有8#平头针头的注射器中。利用恒流注射泵以0.6mL·h-1的流速输送混合物溶液。以铝箔作为接收器，针头与接收器之间的距离设置为15cm，电压设置为12kV。纳米纤维膜的制备均在20℃，相对湿度为35％的环境中制备。紫外灯光照30min得交联聚乙烯醇衍生物复合纳米纤维膜。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光交联聚乙烯醇衍生物复合纳米纤维及其制备方法，其特征包括以下步骤：/n(1)光交联聚乙烯醇衍生物复合纳米纤维的制备方法：/n以丙烯酰基聚乙烯醇为原料，以N，N-二甲基甲酰胺为溶剂配置成一定浓度的溶液并添加少量光引发剂，通过静电纺丝的方法制备纳米纤维膜材料，然后通过光照交联的方法制备交联纳米纤维膜材料。/n(2)光交联聚乙烯醇衍生物复合纳米纤维及其制备方法：/n以丙烯酰基聚乙烯醇为原料，以N，N-二甲基甲酰胺为溶剂配置成一定浓度的溶液，加入一定量含有多双键的单体并添加少量光引发剂，通过静电纺丝的方法制备复合纳米纤维膜材料，然后通过光照交联的方法制备交联复合纳米纤维膜材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种光交联聚乙烯醇衍生物复合纳米纤维及其制备方法，其特征包括以下步骤：
(1)光交联聚乙烯醇衍生物复合纳米纤维的制备方法：
以丙烯酰基聚乙烯醇为原料，以N，N-二甲基甲酰胺为溶剂配置成一定浓度的溶液并添加少量光引发剂，通过静电纺丝的方法制备纳米纤维膜材料，然后通过光照交联的方法制备交联纳米纤维膜材料。
(2)光交联聚乙烯醇衍生物复合纳米纤维及其制备方法：
以丙烯酰基聚乙烯醇为原料，以N，N-二甲基甲酰胺为溶剂配置成一定浓度的溶液，加入一定量含有多双键的单体并添加少量光引发剂，通过静电纺丝的方法制备复合纳米纤维膜材料，然后通过光照交联的方法制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：尉震，陈丽梅，成澄，
申请(专利权)人：天津农学院，
类型：发明
国别省市：天津;12