一種聚苯并噁嗪基核殼納米纖維及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及工程材料【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種聚苯并噁嗪基核殼納米纖維及其制備方法，首先將苯并噁嗪與可紡性較好的聚合物混合紡絲，在靜電紡絲過程中通光引發(fā)聚合，形成聚苯并噁嗪基核殼納米纖維。本發(fā)明的一種聚苯并噁嗪基核殼納米纖維，加熱可形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)，可大大提高其強(qiáng)度和耐熱性，并可形成聚苯并噁嗪的中空結(jié)構(gòu)纖維，在增強(qiáng)復(fù)合材料，保護(hù)型涂層，太陽能光帆，抗高溫濾光片等耐高溫，高強(qiáng)度領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。本發(fā)明提供了一種聚苯并噁嗪基核殼納米纖維的制備方法，首先將苯并噁嗪在靜電紡絲過程中通光引發(fā)聚合，形成聚苯并噁嗪基核殼納米纖維，方法簡單，可重復(fù)性強(qiáng)。
【專利說明】一種聚苯并噁嗪基核殼納米纖維及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及工程材料【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種聚苯并噁嗪基核殼納米纖維及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]苯并噁嗪是新近發(fā)展起來的一種新型的固化酚醛樹脂。除了繼承酚醛樹脂的良好性能外，還具有自己的優(yōu)點(diǎn):固化過程中不需要強(qiáng)酸做催化劑，無小分子物放出，制品孔隙率低幾乎為零，成型收縮率小，低煙、低介電損耗，介電性能優(yōu)良，聚合前相對分子量低，具有較低的熔融黏度，便于成型加工，以及具有靈活的分子設(shè)計(jì)性等特點(diǎn)，且苯并惡嗪的合成原料來源廣泛，與酚醛環(huán)氧相比成本較低。
[0003]苯并噁嗪具有很好的耐熱性和較高的殘?zhí)柯剩ㄟ^開環(huán)聚合反應(yīng)生成類似酚醛樹脂的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。典型的苯并噁嗪單體是由苯酚、甲醛和胺(脂肪族或芳香族)作為初始原料合成的含有氮和氧的六元雜環(huán)化合物。使用連有不同取代基的酚類和胺，可以合成多種苯并噁嗪單體，故其還具有靈活的分子設(shè)計(jì)性等特點(diǎn)，且苯并噁嗪的合成原料來源廣泛，與酚醛環(huán)氧相比成本較低。
[0004]電紡絲技術(shù)是一種高效、快捷、低成本制備連續(xù)性納米纖維的一種方法。電紡絲過程中，具有粘彈性的高分子溶液表面在噴絲口處受幾千伏至十幾千伏的高壓電的作用而帶上同種電荷，電荷間的相處斥力拉伸高分子溶液。溶液表面的電荷密度隨著電壓的升高而增大，從而拉伸高分子溶液成纖的靜電力越大，當(dāng)靜電力超越溶液的表面張力時(shí)，就會(huì)使高分子溶液噴射產(chǎn)生高分子溶液射流。高分子溶液射流在高壓電場中得到拉伸細(xì)化，并且伴隨著溶劑的快速揮發(fā)而固化形成高分子納米纖維。電紡絲纖維膜由于其具有生物仿生、高的比表面積以及高空隙率等特性，在生物組織工程，傷口修復(fù)以及催化劑載體和過濾介質(zhì)材料制備等領(lǐng)域有較高的應(yīng)用價(jià)值。
[0005]光聚合過程是指液態(tài)的單體或預(yù)聚物受光(紫外或可見光)的輻射下，快速聚合交聯(lián)形成共價(jià)交聯(lián)而轉(zhuǎn)化為固態(tài)材料的過程。光聚合技術(shù)是一項(xiàng)具有“5E”特點(diǎn)的工業(yè)技術(shù):efficient (高效)！enabling (適應(yīng)性廣)！economical (經(jīng)濟(jì))；energy saving (節(jié)能);environmental friendly (環(huán)保)。光固化技術(shù)由于具有以上優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于印刷、包裝、廣告、建材、裝潢、電子、通信、計(jì)算機(jī)、家電、汽車、航空、航天、儀器儀表、體育、衛(wèi)生等各行各業(yè)。隨著環(huán)保意識日益增強(qiáng)，光固化技術(shù)作為一項(xiàng)綠色技術(shù)，其發(fā)展?jié)摿褪袌隹臻g更加巨大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:本發(fā)明提供了一種聚苯并噁嗪基核殼納米纖維，力口熱可形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)，可大大提高其強(qiáng)度和耐熱性，并可形成聚苯并噁嗪的中空結(jié)構(gòu)纖維，在增強(qiáng)復(fù)合材料，保護(hù)型涂層，太陽能光帆，抗高溫濾光片等耐高溫，高強(qiáng)度領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用；本發(fā)明提供了一種聚苯并噁嗪基核殼納米纖維的制備方法，首先將苯并噁嗪在靜電紡絲過程中通光引發(fā)聚合，形成聚苯并噁嗪基核殼結(jié)構(gòu)納米纖維，方法簡單，可重復(fù)性強(qiáng)。
[0007]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種聚苯并噁嗪基核殼納米纖維，所述聚苯并噁嗪基核殼納米纖維包含聚苯并噁嗪和聚合物，所述聚合物為聚氧化乙烯、聚乳酸、聚己內(nèi)酯和聚乙烯吡咯烷酮中的一種。
[0008]一種聚苯并噁嗪基核殼納米纖維的制備方法，包括如下步驟:
[0009]I)電紡絲溶液的配制:配制質(zhì)量濃度為lwt%~5wt%的聚合物的氯仿溶液，待其完全溶解后，加入苯并噁嗪(BZ0A)，并加入光引發(fā)劑，攪拌，獲得均一透明的電紡絲溶液；
[0010]所述苯并噁嗪/聚合物的質(zhì)量比為1-9:1，所述光引發(fā)劑的用量為苯并噁嗪質(zhì)量的2~5% ；
[0011]2)靜電紡絲過程:將步驟I)獲得的電紡絲溶液加入到電紡絲注射器中，將UV點(diǎn)光源照射位置固定在針頭與接收器之間，所述UV點(diǎn)光源照射位置與針頭的水平直線距離為20-40cm，光強(qiáng)為100mw/cm2 ;設(shè)置紡絲電壓為16~20kV，紡絲距離為15~25cm，紡絲口直徑為0.6~0.84mm，溶液流速為0.5~2mL/h，同時(shí)開啟紡絲電源、溶液流速控制器和UV點(diǎn)光源，經(jīng)過靜電紡絲過程，得到聚苯并噁嗪(PBZOA) /聚合物核殼結(jié)構(gòu)納米纖維；
[0012]所述步驟I)和步驟2)均是在黃光燈或暗室環(huán)境下完成的。
[0013]本發(fā)明中苯并噁嗪的光引發(fā)聚合機(jī)理如下:(以BP為例)
[0014]
【權(quán)利要求】
1.一種聚苯并噁嗪基核殼納米纖維，其特征在于:所述聚苯并噁嗪基核殼納米纖維包含聚苯并噁嗪和聚合物，所述聚合物為聚氧化乙烯、聚乳酸、聚己內(nèi)酯和聚乙烯吡咯烷酮中的一種。
2.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚苯并噁嗪基核殼納米纖維的制備方法，其特征在于包括如下步驟: 1)電紡絲溶液的配制:配制質(zhì)量濃度為lwt%?5wt%的聚合物的氯仿溶液，待其完全溶解后，加入苯并噁嗪，并加入光引發(fā)劑，攪拌，獲得均一透明的電紡絲溶液； 所述苯并噁嗪/聚合物的質(zhì)量比為1-9:1，所述光引發(fā)劑的用量為苯并噁嗪質(zhì)量的2?5% ； 2)靜電紡絲過程:將步驟I)獲得的電紡絲溶液加入到電紡絲注射器中，將UV點(diǎn)光源照射位置固定在針頭與接收器之間，所述UV點(diǎn)光源照射位置與針頭的水平直線距離為20-40cm，光強(qiáng)為100mw/cm2 ;設(shè)置紡絲電壓為16?20kV，紡絲距離為15?25cm，紡絲口直徑為0.6?0.84mm，溶液流速為0.2?2mL/h，同時(shí)開啟紡絲電源、溶液流速控制器和UV點(diǎn)光源，經(jīng)過靜電紡絲過程，得到聚苯并噁嗪/聚合物核殼結(jié)構(gòu)納米纖維； 所述步驟I)和步驟2)均是在黃光燈或暗室環(huán)境下完成的。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種聚苯并噁嗪基核殼納米纖維的制備方法，其特征在于:所述UV點(diǎn)光源照射位置的高度等于二分之一的紡絲距離。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種聚苯并噁嗪基核殼納米纖維的制備方法，其特征在于:所述聚合物為聚氧化乙烯、聚乳酸、聚己內(nèi)酯和聚乙烯吡咯烷酮中的一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種聚苯并噁嗪基核殼納米纖維的制備方法，其特征在于:所述光引發(fā)劑為1173、184、BP、ITX、CQ和TPO中的一種。
【文檔編號】D01F8/10GK103757746SQ201410025573
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月20日
【發(fā)明者】王克敏, 時(shí)勁松 申請人:常州大學(xué)