一种静电纺制备乙烯基聚硅氧烷纳米纤维膜的方法技术

本发明专利技术涉及一种乙烯基聚硅氧烷纳米纤维膜的制备方法，属于纺织材料加工技术领域。首先将乙烯基聚硅氧烷溶解配制纺丝溶液，然后利用静电纺丝机进行静电纺丝，收集，最终干燥得到乙烯基聚硅氧烷超细纤维。本发明专利技术制备的乙烯基聚硅氧烷纳米纤维膜，不仅具有抗紫外，超疏水性，自清洁功能，而且还可用于水净化，空气过滤，锂离子电池隔膜，载体材料。同本发明专利技术的一种乙烯基聚硅氧烷纳米纤维膜的制备方法，制备方法简单，生产效率高，成本和能耗较低，对生态环境无污染，适宜于工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
一种静电纺制备乙烯基聚硅氧烷纳米纤维膜的方法
：本专利技术具体的涉及一种乙烯基聚硅氧烷纳米纤维膜的制备方法，属于纺织材料加工

技术介绍
静电纺丝方法是将聚合物溶液或熔体施加以电场力，在静电场力作用下聚合物射流被喷射出来、并在运动的过程中拉伸成纳米级纤维。静电纺丝法制备的纳米纤维表现出非常大的比表面积，较高的柔性，超高吸附性，高表面活性以及超强的机械性能，这些优异的特性使纳米纤维在生物，医药，能源，环境，先进制造，国防等领域显示出具有非常广阔的用途和应用前景。乙烯基聚硅氧烷是一类兼具无机/有机结构的特种聚合物，其优良的理化性能使其在电子电气领域得到了广泛的应用。中国专利公开号CN104086951A，公开日是2014年10月08日，专利技术名称为“一种导电率高的有机材料”，该方法将甲基三氯硅烷，导热银粉，乙烯基聚硅氧烷，酚醛改性胺，双酚F型环氧树脂，缩水甘油醚，γ-氨丙基三乙氧基硅烷混合制备一种有机材料而用于电子元器件的封装。它的主要原理是利用导电银粉提高材料的导电率，但由于银粉的分散性问题，该材料的导电率有待进一步提高。中国专利公开号CN101935455A，公开日是2011年01月05日，专利技术名称为“一种LED封装用有机硅材料及其制备方法”，该方法是将乙烯基聚硅氧烷和含氢聚硅氧烷混合后加入乙烯基MQ树脂，乙烯基三甲氧基硅烷，钛酸正丁酯，KH-560中的一种和几种，再加入催化剂共混制备，最终硫化成型即得，采用该方法制备的LED封装用有机硅材料，折光率可达1.41，硬度0-80shoreA，透光率大于98%，可操作时间大于24h，而且与支架的粘结力有较大提高。然而，乙烯基聚硅氧烷在纺织领域，纳米材料领域的应用从未报道，与之相关的一些优异性能，如超疏水性，紫外防护性能，抗污性能，油水分离等也未被开发。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种静电纺制备乙烯基聚硅氧烷纳米纤维膜的方法。为了实现上述目的，本专利技术的技术解决方案为，一种静电纺制备乙烯基聚硅氧烷纳米纤维膜的方法，包括静电纺丝制备工艺中的纺丝溶液的配制，静电纺丝制膜，其特征在于，所述的纺丝溶液的配制是指：按质量比为60-90%：10-40%将乙烯基聚硅氧烷加入有机溶剂中，在温度为30~45℃条件下超声波分散2-5h，得到乙烯基聚硅氧烷纺丝溶液。所述的静电纺丝制膜是指：将配制的乙烯基聚硅氧烷纺丝溶液借助静电纺丝机进行静电纺丝，得到乙烯基聚硅氧烷纳米纤维膜。其中：静电纺丝电压10~20KV，纺丝口与接收装置之间的纺丝距离为8~15cm，进样流速1~2mL/h，接收装置为接地的导电板，纺丝温度25~40℃，相对湿度20~50%。将制备的乙烯基聚硅氧烷纳米纤维膜在去离子水中浸泡0.5~2.5h，然后干燥，即得到乙烯基聚硅氧烷超细纤维膜。其中，干燥条件为：在气压0.02~0.16MPa，温度为35~50℃的真空干燥箱中低温干燥8~12h。所述的乙烯基聚硅氧烷的重均分子量为Mw=5000-180000g/mol。所述的有机溶剂为甲醇或乙醇或丙醇或异丙醇或六氟异丙醇或三氟乙醇或正丁醇或乙醚或丙酮或丁酮或卤代烃或苯酚或四氢呋喃或环己烷或二氧六环或甲苯或二甲苯或二硫化碳中的一种。步骤a所述将乙烯基聚硅氧烷加入有机溶剂中的同时加入电解质氯化钠，电解质氯化钠在乙烯基聚硅氧烷溶液中的质量分数为1-2%。所述的乙烯基聚硅氧烷纳米纤维膜中纤维的直径为30-500nm。由于采用了以上技术方案，本专利技术的一种静电纺制备乙烯基聚硅氧烷纳米纤维膜的方法，其有益技术效果是：本专利技术将乙烯基聚硅氧烷作为纺丝主体，制备乙烯基聚硅氧烷纳米纤维膜，不仅使乙烯基聚硅氧烷本身特有的性能，如超疏水性，紫外防护性能，抗污性能，油水分离性能在纳米纤维膜上得以体现，而且该纳米纤维膜具有较大的比表面积，可用于能源化工，气体液体过滤，环境治理，半导体传感器等领域。实验结果表明，本专利技术提供的乙烯基聚硅氧烷超细纤维能够用于水净化，空气过滤，锂离子电池隔膜，载体材料，也可以用于制备自清洁、防水、透湿透气纺织品。同时，本专利技术提供的乙烯基聚硅氧烷纳米纤维膜的制备方法，不仅开辟了乙烯基聚硅氧烷在其他领域的应用，而且整个工艺设备简单，生产效率高，成本和能耗较低，对生态环境无污染，适宜于工业化生产。具体实施方式下面结合具体实施例，进一步对本专利技术进行详细描述。一种静电纺制备乙烯基聚硅氧烷纳米纤维膜的方法，包括静电纺丝制备工艺中的纺丝溶液的配制，静电纺丝制膜，其特征在于，所述的纺丝溶液的配制是指：按质量比为60-90%：10-40%将乙烯基聚硅氧烷加入有机溶剂中，在温度为30~45℃条件下超声波分散2-5h，得到乙烯基聚硅氧烷纺丝溶液。其中：乙烯基聚硅氧烷的重均分子量为Mw=5000-180000g/mol；能溶解乙烯基聚硅氧烷的溶剂是甲醇或乙醇或丙醇或异丙醇或六氟异丙醇或三氟乙醇或正丁醇或乙醚或丙酮或丁酮或卤代烃或苯酚或四氢呋喃或环己烷或二氧六环或甲苯或二甲苯或二硫化碳中的一种；在配制纺丝溶液时，加入电解质氯化钠，电解质氯化钠在乙烯基聚硅氧烷溶液中的质量分数为1-2%，目的是提高纺丝溶液的电导性。所述的静电纺丝制膜是指：将配制的乙烯基聚硅氧烷纺丝溶液借助静电纺丝机进行静电纺丝，得到乙烯基聚硅氧烷纳米纤维膜。其中：静电纺丝电压10~20KV，纺丝口与接收装置之间的纺丝距离为8~15cm，进样流速1~2mL/h，接收装置为接地的导电板，纺丝温度25~40℃，相对湿度20~50%。将制备的乙烯基聚硅氧烷纳米纤维膜在去离子水中浸泡0.5~2.5h，然后干燥，即得到乙烯基聚硅氧烷超细纤维膜。其中，干燥条件为：在气压0.02~0.16MPa，温度为35~50℃的真空干燥箱中低温干燥8~12h，制备的乙烯基聚硅氧烷纳米纤维膜中纤维的直径为30-500nm。该方法选择乙烯基聚硅氧烷为纺丝主体，不仅使乙烯基聚硅氧烷本身特有的性能，如超疏水性，紫外防护性能，抗污性能，油水分离性能在纳米纤维膜上得以体现，而且该纳米纤维膜具有较大的比表面积，可广泛应用于气体液体过滤，环境治理等领域，而且整个工艺设备简单，生产效率高，成本和能耗较低，对生态环境无污染，适宜于工业化生产。实施例1一种静电纺制备乙烯基聚硅氧烷纳米纤维膜的方法，包括以下步骤：按质量比为6.5:3.5将重均分子量为58000g/mol的乙烯基聚硅氧烷加入到无水甲醇溶液中，并加入溶液总质量2%的氯化钠，在温度为30℃下超声波分散2.5h，将配制好的纺丝溶液借助静电纺丝机进行静电纺丝，设置纺丝电压15KV，纺丝口与接收装置之间的纺丝距离为10cm，进样流速2mL/h，接收装置为接地的导电板，启动静电纺丝机进行静电纺丝，在导电板上收集乙烯基聚硅氧烷纳米纤维膜；将得到的超细纤维在去离子水中浸泡2h，然后将超细纤维在气压为0.08MPa，温度为35℃的真空干燥箱中低温干燥8h，即得到平均纤维直径为120nm的乙烯基聚硅氧烷纳米纤维膜。实施例2一种静电纺制备乙烯基聚硅氧烷纳米纤维膜的方法，包括以下步骤：按质量比为7:3将重均分子量为58000g/mol的乙烯基聚硅氧烷加入到无水乙醇溶液中，并加入溶液总质量2%的氯化钠，在温度为30℃下超声波分散2.5h，将配制好的纺丝溶液借助静电纺丝机进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种静电纺制备乙烯基聚硅氧烷纳米纤维膜的方法，包括静电纺丝制备工艺中的纺丝溶液的配制，静电纺丝制膜，其特征在于，所述的纺丝溶液的配制是指：按质量比为60‑90%：10‑40%将乙烯基聚硅氧烷加入有机溶剂中，在温度为30~45℃条件下超声波分散2‑5h，得到乙烯基聚硅氧烷纺丝溶液；所述的静电纺丝制膜是指：将配制的乙烯基聚硅氧烷纺丝溶液借助静电纺丝机进行静电纺丝，得到乙烯基聚硅氧烷纳米纤维膜。

【技术特征摘要】
1.一种静电纺制备乙烯基聚硅氧烷纳米纤维膜的方法，包括静电纺丝制备工艺中的纺丝溶液的配制，静电纺丝制膜，其特征在于，所述的纺丝溶液的配制是指：按质量比为60-90％：10-40％将重均分子量为Mw＝5000-180000g/mol的乙烯基聚硅氧烷加入有机溶剂中，在温度为30～45℃条件下超声波分散2-5h，得到乙烯基聚硅氧烷纺丝溶液；所述的静电纺丝制膜是指：将配制的乙烯基聚硅氧烷纺丝溶液借助静电纺丝机进行静电纺丝，得到乙烯基聚硅氧烷纳米纤维膜；其中：静电纺丝电压10～20KV，纺丝口与接收装置之间的纺丝距离为8～15cm，进样流速1～2mL/h，接收装置为接地的导电板，纺丝温度25～40℃，相对湿度20～50％；将制备的乙烯基聚硅氧烷纳米纤维膜在去离子水中浸泡0.5～2.5h，然后干燥，即得到乙烯基聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈东志，陈凤翔，刘欣，徐卫林，周应山，
申请(专利权)人：武汉纺织大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42