專利名稱：一種直徑均一聚合物納米纖維的制備方法
技術領域：
本發明涉及一種直徑均一聚合物納米纖維的制備方法，制得的聚合物納米纖維具有均一、細小的直徑，微米級的長度，可用于分離膜及藥物釋放膜的制備。
背景技術：
在納米技術的研究領域，納米纖維具有獨特、優越的物理化學性質，是一個極其重要的研究方向，這得益于其極大的比表面積、高的長徑比。聚合物納米纖維的性能和使用效果決定于纖維的直徑大小及其分布、表面性質，尤其在膜分離技術方面纖維的直徑大小及分布顯得尤為重要。近年來，聚合物納米纖維的制備技術發展迅速，現有的方法包括模板合成、靜電紡絲、自組裝等。其中模板合成法是用納米級多孔膜作為模板來制備納米纖維，該方法纖維直徑可通過模板大小來調節，但是最后需去除模板，這不利于環境的可持續發展。目前發展最為迅速的要數靜電紡絲法，雖然該方法高效低能耗，但是制備出的納米纖維直徑分布較寬，且難以制備直徑在IOOnm以下的纖維。因此，諸如此類瓶頸問題的出現使得研制一種綠色、低能耗，并且能夠制備出直徑均一的聚合物納米纖維的方法顯得尤為迫切，尤為重要。
發明內容
本發明的目的在于提供一種綠色、低能耗，并且能夠制備出直徑均一的聚合物納米纖維的方法。本發明的技術方案為:一種直徑均一聚合物納米纖維的制備方法，其具體步驟包括:a)將嵌段共聚物與溶劑混合，置于反應容器中；b)將裝有嵌段共聚物與溶劑的反應容器在加熱，得到均勻分散在溶劑中的聚合物納米纖維。優選所述的所述的嵌段共聚物由嵌段A和嵌段B組成，其中嵌段A是聚苯乙烯，嵌段B是聚(2-乙烯基吡啶)或聚(4-乙烯基吡啶)；其中嵌段B占嵌段共聚物總體積的百分比為9-25% ;嵌段共聚物的總分子量為I萬-5萬道爾頓。優選步驟a)中所述的溶劑至少為乙酸或乙醇中的一種；嵌段共聚物所占嵌段共聚物與溶劑總質量的百分比為0.01%-20%。優選步驟b)中所述的加熱溫度為70°C -120°C ;加熱時間為5h_24h。本發明提供了一種制備聚合物納米纖維的工藝:將共聚物與選擇性溶劑相混合，然后在一定溫度下加熱一定時間即可得到以親溶劑的鏈段為殼，疏溶劑的鏈段為核的纖維狀納米結構。有益效果:(I)該方法只需在合適的選擇性溶劑中，對聚合物/溶劑體系的加熱溫度和時間加以控制，無需多步操作或復雜的后續處理，即可一步得到納米級纖維狀結構；(2)制備的直徑均一、長度為數微米的納米纖維在一定條件下可穩定的存在于乙醇溶液中；(3)納米纖維的直徑大小可通過控制聚合物的分子量、嵌段比進行精密調控。
圖1為實施例1所制的共聚物納米纖維的掃描電子顯微鏡(SEM)圖；圖2為實施例2所制的共聚物納米纖維的掃描電子顯微鏡(SEM)圖。
具體實施例方式以下結合具體實施例對本發明進行進一步的描述，但所給實施例不構成對本發明權利要求飽和范圍的限制。實施例1a)將20克聚苯乙烯與聚(4_乙烯基吡啶)的共聚物(聚(4-乙烯基吡啶)占共聚物總體積的百分比為9%，總分子量4萬道爾頓)置于反應容器中，再往反應容器中加入80克乙酸；b)將裝有混合物的反應容器加熱至110°C，并保持15hr，即得到均勻分散在乙酸中的聚合物納米纖維。由圖1可以看出，實施例1所制聚合物納米纖維直徑均一，從SEM圖上測得的纖維直徑為30nm。將所制備的聚合物納米纖維放入乙醇溶液中，放置4個月聚合物納米纖維無變化。實施例2a)將0.2克聚苯乙烯與聚(4_乙烯基吡啶)的共聚物(聚(4-乙烯基吡啶)占共聚物總體積的百分比為13%，總分子量I萬道爾頓)置于反應容器中，再往反應容器中加入99.8克乙醇與乙酸的混合溶劑(乙醇與乙酸質量比為4:1);b)將裝有混合物的反應容器加熱至70°C，并保持5hr，即得到均勻分散在混合溶劑中的聚合物納米纖維。由圖2可以看出，實施例2所制聚合物納米纖維直徑均一，從SEM圖上測得的纖維直徑為27nm。將所制備的聚合物納米纖維放入乙醇溶液中，放置6個月聚合物納米纖維無變化。實施例3a)將I克聚苯乙烯與聚(2-乙烯基吡啶)的共聚物(聚(2-乙烯基吡啶)占共聚物總體積的百分比為25%，總分子量5萬道爾頓)置于反應容器中，再往反應容器中加入99克乙酸；b)將裝有混合物的反應容器加熱至120°C，并保持24hr，即得到均勻分散在乙酸中的聚合物納米纖維。本實施例所制聚合物納米纖維直徑均一，測得的纖維直徑為40nm。放入乙醇溶液中，放置6個月無變化。實施例4
a)將0.01克聚苯乙烯與聚(2-乙烯基吡啶)的共聚物(聚(2_乙烯基吡啶)占共聚物總體積的百分比為18%，總分子量3萬道爾頓)置于反應容器中，再往反應容器中加入99.99克乙酸；b)將裝有混合物的反應容器加熱至100°C，并保持10hr，即得到均勻分散在乙酸中的聚合物納米纖維。本實施例所制聚合物納米纖維直徑均一，測得的纖維直徑為28nm。放入乙醇溶液中，放置6個月無變化。
權利要求
1.一種直徑均一聚合物納米纖維的制備方法，其具體步驟包括: a)將嵌段共聚物與溶劑混合，置于反應容器中； b)將裝有嵌段共聚物與溶劑的反應容器在加熱，得到均勻分散在溶劑中的聚合物納米纖維。
2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于所述的嵌段共聚物由嵌段A和嵌段B組成，其中嵌段A是聚苯乙烯，嵌段B是聚(2-乙烯基吡啶)或聚(4-乙烯基吡啶)；其中嵌段B占嵌段共聚物總體積的百分比為9-25% ;嵌段共聚物的總分子量為I萬-5萬道爾頓。
3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于步驟a)中所述的溶劑至少為乙酸或乙醇中的一種；嵌段共聚物所占嵌段共聚物與溶劑總質量的百分比為0.01%-20%。
4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于步驟b)中所述的加熱溫度為700C -120。。;加熱時間為 5h-24h。
全文摘要
本發明涉及一種直徑均一聚合物納米纖維的制備方法，其具體步驟包括以一定比例將聚合物與溶劑混合，置于反應容器中；將裝有聚合物與溶劑的反應容器在一定溫度下加熱一定時間，即得到均勻分散在溶劑中的聚合物納米纖維；其中共聚物由嵌段A和嵌段B組成，其中嵌段A是聚苯乙烯，嵌段B是聚(2-乙烯基吡啶)或聚(4-乙烯基吡啶)；由該方法制備的聚合物納米纖維直徑十分均一。本發明提供的制備聚合物納米纖維的方法簡單易行，不涉及化學反應，低能耗，規模化生產適應度高。
文檔編號D01D1/02GK103147147SQ20131006692
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月4日 優先權日2013年3月4日
發明者汪勇, 姚雪萍, 楊智明, 范益群, 邢衛紅 申請人:南京工業大學