茂金属基低密度聚乙烯亚微米纤维的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种茂金属基低密度聚乙烯亚微米纤维的制备方法：利用熔体静电纺丝装置，加热料筒到一定温度，加入一定量的mLLDPE原料，加热30min，使mLLDPE在料筒内熔融，再加入聚乙烯蜡作为润滑剂，当熔体开始通过喷头向下滴出时，打开高压电源，加上一定电压，使熔体在高压静电的作用下喷射到接收装置上，得到mLLDPE亚微米纤维；利用该方法得到的亚微米纤维形貌良好，粗细均匀，表面较为光滑，且制备方法简单，原料易得，成本低廉，有利于静电纺丝工业化，具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。
技术介绍
利用茂金属催化剂聚合得到的线性低密度聚乙烯，支链分布均匀、分子量分布较窄，而且具有优良的韧性、抗环境应力开裂能力，较高的抗冲击强度、撕裂强度、拉伸强度，良好的刚性、抗蠕变能力以及优良的加工性能，近年来mLLDPE的发展非常迅速，正在逐渐地取代传统聚乙烯品种。静电纺丝技术又称电纺，是一种制备超细纤维和纳米纤维的重要方法，从其基本思想的提出到现在已经70多年。20世纪90年代，随着人们对纳米科技的重视，一些研究者开始注意到静电纺丝在纳米纤维制造方面的巨大潜力。静电纺丝的基本原理是:聚合物溶液或熔体受到高压静电作用，从毛细管末端形成射流飞向接收装置，射流在电场中高度拉伸，溶剂挥发或熔体固化，在接收装置上形成超细纤维。静电纺丝可分为溶液静电纺丝和熔体静电纺丝。溶液静电纺丝应用广泛，比较普及。而对熔体静电纺丝的研究却相对较少，其主要原因是设备比较复杂，很难制取纳米级纤维。1981年Larrondo和Manley首次通过实验的方法研究了聚合物熔体的静电纺丝过程，证实了聚合物熔体静电纺丝的可行性，并对熔体液滴的变形、纤维的形成过程、纤维的形貌和性能等作了较为详细的分析。熔体静电纺丝过程中不使用溶剂，排除了溶剂对实验的影响，也无需从收集纤维除去残留的溶剂。这就意味着熔体静电纺丝比溶液静电纺丝对环境更友好、更通用。近年来开发和完善熔体静电纺丝技术已成为研究热点。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种制备茂金属基线性低密度聚乙烯亚微米纤维的新型方法。本专利技术结合了传统的溶液静电纺丝方法，将茂金属基线性低密度聚乙烯原料高温熔融，再利用静电力的作用将其纺成亚微米纤维。mLLDPE在常温下无法溶于有机溶剂，无法利用溶液静电纺丝法制备纤维，而熔融静电纺丝不需要溶剂即可成功得到mLLDPE的亚微米纤维。为实现上述目的，本专利技术采取以下技术方案: 一种，其特征在于利用熔体静电纺丝技术制备纤维，并按下述方法制备: (1)利用熔体静电纺丝装置，控制条件为加热温度为0-400°C，电压为0-50kV，接收距离为 O-1Ocm ； (2)利用熔体静电纺丝装置，先将料筒加热到设定温度，待温度稳定后，加入一定量的mLLDPE原料，加热30min，使mLLDPE在料筒内熔融，再加入聚乙烯蜡作为润滑剂； (3)加热一定时间，当熔体开始通过喷头向下滴出时，开启高压直流发生器电源，加上一定电压，使熔体在高压静电的作用下喷射到有一定接受距离的接收装置上，得到mLLDPE亚微米纤维。其中，优选地，步骤(I)中所述温度为150°C ； 优选地，步骤(I)中所述电压为0-30kV ； 优选地，步骤(I)中所述电压为29kV ； 优选地，步骤(I)中所述接收距离为3cm。优选地,步骤(2)中所述聚乙烯腊的质量与mLLDPE的质量的比例为1:3。优选地，步骤(3)中所述加热时间为lOmin，电压为29 kV，一定接受距离为3cm。本专利技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点: UmLLDPE无法在常温下溶于任何有机溶剂，无法利用溶液电纺方法制备纤维，而利用熔体静电纺丝技术可以成功制备亚微米纤维； 2、熔体静电纺丝技术避免了溶剂回收问题，将原料直接纺丝，不用添加其它可能有毒的成分，能保证所纺纤维的安全性； 3、由于纺丝过程无溶剂蒸发，纤维表面光滑，纺丝效率大大提高，还节约了能源和成本； 4、熔体静电纺丝法制备的mLLDPE亚微米纤维是连续长纤维，纤维直径小，比表面积大，应用前景广。附图说明图1是例I的SEM图像； 图2是例2的SEM图像； 图3是例3的SEM图像； 图4是本专利技术熔体静电纺丝装置结构示意图。具体实施例方式下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步说明。如图4所示，本专利技术采用的静电纺丝装置为自行设计的一种新型聚合物熔体静电纺丝装置，主要由保温箱1、料筒2、喷嘴3、推杆4、电加热体5、接收装置6和高压静电发生器7组成，其中:箱盖11和箱体12构成保温箱1，在箱盖11的中央部分通过螺钉固定有在箱体12内的料筒2，在料筒2的下方螺接有喷嘴3，并从箱体12的中央部分到处，且通过导线31接地，推杆4的上部设置有手柄41和绝缘隔热层42，推杆4的下部杆体43为变剖面形状，其上部与料筒2内孔螺纹连接，其下部导入喷嘴3 ;保温箱I的喷嘴3下方设置接收装置6，由接收盘61和通过螺钉62可调整高度的盘体63构成，高压静电发生器7的正极输出端连接接收装置6，喷嘴3接地；纺丝装置置于透明的箱体12之内，箱体内设置红外加热灯。纺丝过程如下:接收装置6接高压正极，喷嘴3接地；将料筒2加热到预设的聚合物熔融温度后，向料筒2中加入一定量的纺丝原料(聚合物粒料、粉料或切片)，加热一段时间后，当聚合物达到设定温度后，逐渐开始熔融；转动推杆4施加压力，当喷嘴3末端出现熔融的聚合物液滴时，打开高压静电发生器7，调节电压，使熔体在静电力的作用下拉伸变形喷射出来，冷却沉积在接收装置6上，形成超细纤维。实施例1 将熔体纺丝装置温度设定为150°C，待温度稳定后，加入0.3g的mLLDPE原料，加热30min,使mLLDPE在料筒内熔融，再加入聚乙烯蜡0.1g,加热IOmin后，开启高压直流发生器电源，加上一定电压，开始纺丝，纺丝电压29kV，接收距离为3cm。纺丝一定时间后，取出纤维。图1为mLLDPE纤维的SEM照片，从图中可以观察到纤维的形貌良好，粗细均匀，表面较为光滑。纤维的平均直径为1.01 μ m，直径分布为0.22。实施例2 将熔体纺丝装置温度设定为170°C，待温度稳定后，加入0.3g的mLLDPE原料，加热30min,使mLLDPE在料筒内熔融，再加入聚乙烯蜡0.1g,加热IOmin后，开启高压直流发生器电源，加上一定电压，开始纺丝，纺丝电压29kV，接收距离为3cm。纺丝一定时间后，取出纤维。图2为mLLDPE纤维的SEM照片，从图中可以观察到纤维的形貌良好，粗细均匀。纤维的平均直径为4.89 μ m,直径分布为0.54。实施例3 将熔体纺丝装置温度设定为150°C，待温度稳定后，加入0.3g的mLLDPE原料，加热30min,使mLLDPE在料筒内熔融，再加入聚乙烯蜡0.1g以及纳米TiO2粉末0.0lg,加热IOmin后，开启高压直流发生器电源，加上一定电压，开始纺丝，纺丝电压29kV，接收距离为3cm。纺丝一定时间后，取出纤维。图3为添加纳米TiO2的mLLDPE纤维的SEM照片，从图中可以观察到纤维的形貌良好，但较未添加TiO2时较粗。以上实施例仅是具体实施方式的代表，不作为限定权利要求的依据。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种茂金属基低密度聚乙烯亚微米纤维的制备方法，其特征在于利用熔体静电纺丝技术制备纤维，并按下述方法制备：（1）利用熔体静电纺丝装置，控制条件为加热温度为0?400℃，电压为0?50kV，接收距离为0?10cm；（2）利用熔体静电纺丝装置，先将料筒加热到设定温度，待温度稳定后，加入一定量的mLLDPE原料，加热30min，使mLLDPE在料筒内熔融，再加入聚乙烯蜡作为润滑剂；（3）加热一定时间，当熔体开始通过喷头向下滴出时，开启高压直流发生器电源，加上一定电压，使熔体在高压静电的作用下喷射到有一定接受距离的接收装置上，得到mLLDPE亚微米纤维。

【技术特征摘要】
1.一种茂金属基低密度聚乙烯亚微米纤维的制备方法，其特征在于利用熔体静电纺丝技术制备纤维，并按下述方法制备: (O利用熔体静电纺丝装置，控制条件为加热温度为0-400°C，电压为0-50kV，接收距离为 O-1Ocm ； (2)利用熔体静电纺丝装置，先将料筒加热到设定温度，待温度稳定后，加入一定量的mLLDPE原料，加热30min，使mLLDPE在料筒内熔融，再加入聚乙烯蜡作为润滑剂； (3)加热一定时间，当熔体开始通过喷头向下滴出时，开启高压直流发生器电源，加上一定电压，使熔体在高压静电的作用下喷射到有一定接受距离的接收装置上，得到mLLDPE亚微米纤维。2.根据权利要求1所述的茂金属基低密度聚乙烯亚微米纤维的制备方法，其特征在于:步骤(I)...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘太奇，赵娜，刘瑞雪，
申请(专利权)人：北京石油化工学院，
类型：发明
国别省市：