一种用于酒精检测的低折射指数纳米纤维膜的制备方法技术

本发明专利技术涉及到静电纺丝技术领域，提出了一种用于酒精检测的低折射指数纳米纤维膜的制备方法，该制备方法为，步骤一：将高分子基体材料在溶剂中溶解，将不可静电纺的含氟聚合物引入溶液中，得到一种纺丝前驱液；步骤二：将可静电纺的含氟聚合物溶解，得到另一种纺丝前驱液；步骤三：将两种前驱液于静电纺丝设备上依次进行电纺，得到双层复合膜；步骤四：双层复合膜经过乙醇处理，洗脱可溶解的高分子基体材料，得到上述低折射指数纳米纤维膜。本发明专利技术首次提出了一种在静电纺丝中引入含氟聚合物材料的制备方法，显著降低高分子基体的折射指数，构建了一种基于超细电纺聚合物的双层结构复合膜的酒精试纸，从而有望为下一代酒精检测材料创造新的可能性。材料创造新的可能性。

【技术实现步骤摘要】
一种用于酒精检测的低折射指数纳米纤维膜的制备方法


[0001]本专利技术属于静电纺丝
，尤其涉及一种用于酒精检测的低折射指数纳米纤维膜的制备方法。

技术介绍

[0002]近些年来，随着人民生活水平的提高，酒精广泛应用于各种工业部门和日常生活之中，如化工、化妆品等。更广泛地说，随着酒精消费的增长，存在着一系列广泛的酒精引发的个人健康以及生命安全问题，因为不安全的酒精消费水平是造成汽车碰撞、暴力和不利健康影响的原因之一。在这种环境下，为了满足人们对生活品质以及身体健康和生命安全的要求，酒精检测技术十分重要。因此，有着各种复杂的仪器为基础的检测方法，如气相色谱，因其高的灵敏度和准确的结果而广受赞誉，然而，这些方法耗时、复杂、昂贵，现场分析仍有局限性、无法满足普适性；以及包括化学传感器在内的分析方法，如基于比色法的传感器，虽具有精确性和可靠性，但这种化学传感器的效用受到预期缺点的限制，例如以前的分离流程和经过专业培训的操作人员。另外，酶的高选择性的使用已经引起了广泛的关注，然而酶的长期稳定性并不可靠，因为酶的功能经常受到周围环境的损害。因此，在当代环境下，智能设备的快速发展，能够实现简单、环境耐受和易于识别的检测系统，对酒精检测技术非常重要。

技术实现思路

[0003]本专利技术实施例的目的在于提供一种用于酒精检测的低折射指数纳米纤维膜的制备方法，旨在降低聚合物的折射指数，实现与酒精折射指数的匹配，增强对酒精的高透过响应，解决
技术介绍
中提出的问题。
[0004]本专利技术实施例是这样实现的，一种用于酒精检测的低折射指数纳米纤维膜的制备方法，其包括以下步骤：
[0005]将高分子基体材料在溶剂中溶解，将不可静电纺的含氟聚合物引入溶液中，得到一种纺丝前驱液；
[0006]将可静电纺的含氟聚合物溶解，得到另一种纺丝前驱液；
[0007]所述高分子基体为聚乙烯醇、聚氧乙烯、聚乳酸、纤维素及其衍生物、聚丙烯腈、聚己内酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯、甲壳素、聚对苯二甲酸乙二酯、明胶中的一种或几种。
[0008]所述含氟聚合物为全氟癸基三乙氧基硅烷、十三氟辛基三乙氧基硅烷、聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚氟乙烯、聚偏氟乙烯、偏聚氟乙烯
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四氟乙烯、聚偏氟乙烯
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六氟乙烯中的一种或几种。
[0009]将两种前驱液于静电纺丝设备上依次进行电纺，得到双层复合膜。
[0010]双层复合膜经过乙醇处理，洗脱可溶解的高分子基体材料，得到上述低折射指数纳米纤维膜。
[0011]作为本专利技术实施例的另一种优选方案，所述高分子材料和含氟聚合物为聚乙烯
醇、全氟癸基三乙氧基硅烷和聚偏氟乙烯
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六氟乙烯；
[0012]所述含氟的低折射指数纳米纤维膜的制备方法具体包括以下步骤：
[0013]将聚乙烯醇作为基体材料，加入全氟癸基三乙氧基硅烷到溶剂中进行混合搅拌溶解，得到第一纺丝前驱体溶液；
[0014]聚偏氟乙烯
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六氟乙烯加入到溶剂中进行混合搅拌溶解，得到第二纺丝前驱体溶液；
[0015]将第一前驱体溶液进行静电纺丝，得到富氟聚乙烯醇纤维；
[0016]将第二前驱体溶液静电纺丝在在上述纤维膜上静电纺丝使其沉积，得到所述用于酒精检测的低折射指数纳米纤维膜。
[0017]作为本专利技术实施例的另一种优选方案，其特征在于，所述双层结构复合膜为在富氟聚乙烯醇纤维表面沉积聚偏氟乙烯
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六氟乙烯，以产生双层膜。其中一层是富氟聚乙烯醇纤维，另一层是聚偏氟乙烯
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六氟乙烯纤维
[0018]作为本专利技术实施例的另一种优选方案，所述步骤中，静电纺丝的电压为10～20kV。
[0019]作为本专利技术实施例的另一种优选方案，所述第一纺丝前驱体溶液中聚乙烯醇的浓度为5％～20％。
[0020]作为本专利技术实施例的另一种优选方案，所述第一纺丝前驱体溶液中全氟癸基三乙氧基硅烷浓度为1％～20％。
[0021]作为本专利技术实施例的另一种优选方案，所述第二纺丝前驱体溶液中聚偏氟乙烯
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六氟乙烯的浓度为10％～20％。
[0022]本专利技术实施例的另一目的在于提供一种上述制备方法制得的低折射指数纳米纤维膜。
[0023]作为本专利技术实施例的另一种优选方案，所述纳米纤维膜的纤维直径为300～500nm，厚度为0.1～1000μm，透光率超过80％。
[0024]本专利技术实施例的另一目的在于提供一种上述的低折射指数纳米纤维膜在酒精检测中的应用。
[0025]本专利技术实施例提供的一种用于酒精检测的低折射指数纳米纤维膜的制备方法，设计了一种简单的、环境耐受强且易于识别的酒精试纸，它使用双层结构的富氟纳米纤维膜，该膜在酒精处理前是不透明的，因为纳米纤维与空气之间的不匹配折射指数引起光散射，但在酒精第一次湿润后，通过酒精诱导双层膜的部分纤维间质溶解，未反应的聚乙烯醇被洗脱，该膜可逆地变成半透明。随后，该膜作为酒精试纸，在反复处理酒精后，具有快速的透光响应，并检测酒精蒸气和水中微量酒精。条件宽容、操作简单，即使在酒精中漂洗，砂纸磨损，在酒精的超声清洗几个周期后也能工作，可用肉眼识别，有望为下一代酒精检测设备创造新的可能性。
附图说明
[0026]图1为聚乙烯醇(PVA)、聚偏氟乙烯
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六氟乙烯电纺10min/聚乙烯醇电纺20min(PH
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10/P
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20)、聚偏氟乙烯
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六氟乙烯电纺20min/聚乙烯醇电纺10min(PH
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20/P
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10)和聚偏氟乙烯
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六氟乙烯(PVDF
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HFP)膜首次经酒精处理，再次经酒精处理后的透光率对比图。
[0027]图2为不同浓度全氟癸基三乙氧基硅烷(FA
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X，其中X代表浓度为X％)制备的酒精
试纸首次经酒精处理，再次经酒精处理后的透光率对比图。
[0028]图3为PVDF
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HFP/PVA双层膜在未经酒精处理、首次和再次经酒精处理对酒精透光率的光学照片。
具体实施方式
[0029]为了更加清楚明白的展示本专利技术的目的、技术方案及优点，下面结合专利技术附图及实施例对此进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用来解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0030]下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述的材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
[0031]实施例1
[0032]该实施例提供了一种用于酒精检测的低折射指数纳米纤维膜的制备方法，其包括以下步骤：
[0033]S1、称取一定量的聚乙烯醇与蒸馏水，将聚乙烯醇与蒸馏水按照一定比例放入试剂瓶A中，然后再称取一定质量的全氟癸基三乙氧基硅烷溶于上述PVA溶液中，得到质量浓度为12％的富氟P本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于酒精检测的低折射指数纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，包括下列步骤：步骤一：将高分子基体材料在溶剂中溶解，将不可静电纺的含氟聚合物引入溶液中，得到一种纺丝前驱液；步骤二：将可静电纺的含氟聚合物溶解，得到另一种纺丝前驱液；所述高分子基体为聚乙烯醇、聚氧乙烯、聚乳酸、纤维素及其衍生物、聚丙烯腈、聚己内酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氨酯、甲壳素、聚对苯二甲酸乙二酯、明胶中的一种或几种。所述含氟聚合物为全氟癸基三乙氧基硅烷、十三氟辛基三乙氧基硅烷、聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚氟乙烯、聚偏氟乙烯、偏聚氟乙烯
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四氟乙烯、聚偏氟乙烯
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六氟乙烯中的一种或几种。步骤三：将两种前驱液于静电纺丝设备上依次进行电纺，得到双层复合膜；步骤四：双层复合膜经过乙醇处理，洗脱可溶解的高分子基体材料，得到上述低折射指数纳米纤维膜。2.根据权利要求1所述的一种用于酒精检测的低折射指数纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，所述高分子材料和含氟聚合物为聚乙烯醇、全氟癸基三乙氧基硅烷和聚偏氟乙烯
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六氟乙烯；所述于酒精检测的低折射指数纳米纤维膜的制备方法具体包括以下步骤：将聚乙烯醇作为基体材料，加入全氟癸基三乙氧基硅烷到溶剂中进行混合搅拌溶解，得到第一纺丝前驱体溶液；聚偏氟乙烯
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六氟乙烯加入到溶剂中进行混合搅拌溶解，得到第二纺丝前驱体溶液；将第一前驱体溶液进行静电纺丝，得到富氟聚乙烯醇纤维；将第二前驱体溶液静电纺丝在在上述纤维膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯甲子，沈阳，罗浩，刘洪坤，刘秋丽，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：