CN103255490A - 一种用于静电纺丝技术的纳米复合溶液的制备方法 - Google Patents
一种用于静电纺丝技术的纳米复合溶液的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103255490A CN103255490A CN2012103760820A CN201210376082A CN103255490A CN 103255490 A CN103255490 A CN 103255490A CN 2012103760820 A CN2012103760820 A CN 2012103760820A CN 201210376082 A CN201210376082 A CN 201210376082A CN 103255490 A CN103255490 A CN 103255490A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- preparation
- silica polymer
- pva
- solvent
- acid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
Abstract
一种用于静电纺丝技术的纳米复合溶液的制备方法，包括如下步骤：1、在200~500r/min的搅拌条件下，将正硅酸乙酯和溶剂均匀混合，然后向混合液中滴加水和酸的混合液，控制pH在2~5之间，加热至40~80℃下搅拌6～12h，得到二氧化硅聚合物，其中，正硅酸乙酯：水：酸：溶剂的摩尔比为1:2~8:0.001~0.01:30~50；2、向步骤1得到的二氧化硅聚合物中缓慢滴加质量浓度为10%的PVA溶液后，加热至40~60℃搅拌4~6h，反应完全后得到成品，其中，PVA与二氧化硅聚合物的质量比为40:60~60:40；本发明方法制备的纳米复合溶液均匀、稳定，能够满足生物医用材料、过滤材料、超吸水材料方面的应用。
Description
技术领域
本发明涉及用于静电纺丝的纳米复合溶液技术领域，具体涉及一种用于静电纺丝技术的纳米复合溶液的制备方法。
背景技术
纳米纤维是21世纪最有应用价值的功能材料之一，而静电纺丝法制备纳米纤维有着独特的优势，其制造装置简单，纺丝成本低廉，制得的纤维具有孔隙率高，比表面积大，吸附性强等诸多优势，广泛应用于生物医用材料、过滤材料、超吸水材料等。
纳米纤维的性能取决于纳米粒子的聚集方式、聚合物基体的结构性能、纳米粒子与基体的界面作用以及制备工艺。可以用于静电纺丝的纳米复合溶液有很多，为了得到较好的纳米纤维，本发明选取无毒低廉的聚乙烯醇和纳米二氧化硅进行复合，二氧化硅的制备选择溶胶凝胶法在酸催化条件下进行。由于复合溶液的浓度、分散性、均匀性以及各成分的比例会极大的影响纤维的分散状态和尺寸，因而如何制备均匀并且稳定的聚乙烯醇-二氧化硅复合纺丝液对纳米纤维的最终性能非常重要。
对于溶胶凝胶法制备二氧化硅而言，影响反应动力学和热力学的因素有很多，例如各试剂的浓度、温度、pH等，一旦控制不好，易于形成凝胶，因此，控制二氧化硅溶胶的稳定性就变得非常重要，这就需要控制好反应的时间、温度和pH。
对于PVA与纳米二氧化硅的复合，需要在一定的工艺条件下进行，因为二者的羟基之间会发生交联反应，因此，控制交联反应的程度就成为制备聚乙烯 醇-二氧化硅复合溶液的重要难题。
发明内容
为解决上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于静电纺丝技术的纳米复合溶液的制备方法，该方法制备的纳米复合溶液均匀、稳定，能够满足生物医用材料、过滤材料、超吸水材料方面的应用。
为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种用于静电纺丝技术的纳米复合溶液的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：在200~500r/min的搅拌条件下，将正硅酸乙酯和溶剂均匀混合，然后向混合液中滴加水和酸的混合液，控制pH在2~5之间，加热至40~80℃下搅拌6~12h，得到二氧化硅聚合物，其中，正硅酸乙酯：水：酸：溶剂的摩尔比为1:2~8:0.001~0.01:30~50；
步骤2：向步骤1得到的二氧化硅聚合物中缓慢滴加质量浓度为10%的PVA溶液后，加热至40~60℃搅拌4~6h，反应完全后得到成品，其中，PVA与二氧化硅聚合物的质量比为40:60~60:40。
步骤1所述的溶剂是醇类、酮类、酯类中的至少一种，当为两种以上时，为任意配比。
步骤1所述的溶剂是醇类。
所述的醇类为乙醇或异丙醇。
步骤1所述的酸是盐酸、硝酸、磷酸中的一种。
步骤2所述的PVA与二氧化硅聚合物的质量比为50:50。
本发明制备方法制备的纳米复合溶液和现有纳米复合溶液相比，具有如下优点：
1、控制TEOS的水解和缩聚反应的工艺参数，pH值控制在2~5之间，温 度范围是40~80℃，搅拌时间4~10h，使二氧化硅溶胶表面的羟基得以稳定。这样，方便控制下一步二氧化硅与PVA的交联反应程度，控制无定形状态的形态。得到理想的纺丝液。
2、掺入一定比例的二氧化硅，会使静电纺丝的纤维接头和交叉点减少，当二氧化硅比例到达49%~59%时，纤维变得不规则，会出现珠状形态。能够满足生物医用材料、过滤材料、超吸水材料方面的应用。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
实施例1
本实施例一种用于静电纺丝技术的纳米复合溶液的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：在200r/min的搅拌条件下，将20g正硅酸乙酯和200g乙醇均匀混合，然后向混合液中滴加6.9g水和质量浓度为10%盐酸1g的混合液，10min滴完，加热至60℃下搅拌8h，得到二氧化硅聚合物；
步骤2：向步骤1得到的二氧化硅聚合物中缓慢滴加质量浓度为10%的PVA溶液107g后，加热至50℃搅拌4h，反应完全后得到成品。
本实施例得到的成品性能较稳定。
实施例2
本实施例一种用于静电纺丝技术的纳米复合溶液的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：在300r/min的搅拌条件下，将20g正硅酸乙酯和200g乙醇均匀混合，然后向混合液中滴加13.8g水和质量浓度为10%盐酸1g的混合液，10min滴完，加热至60℃下搅拌8h，得到二氧化硅聚合物；
步骤2：向步骤1得到的二氧化硅聚合物中缓慢滴加质量浓度为10%的PVA溶液86g后，加热至50℃搅拌4h，反应完全后得到成品。
本实施例得到的成品性能稳定。
实施例3
本实施例一种用于静电纺丝技术的纳米复合溶液的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：在350r/min的搅拌条件下，将20g正硅酸乙酯和200g乙醇均匀混合，然后向混合液中滴加6.9g水和质量浓度为10%盐酸0.5g的混合液，10min滴完，加热至40℃下搅拌10h，得到二氧化硅聚合物；
步骤2：向步骤1得到的二氧化硅聚合物中缓慢滴加质量浓度为10%的PVA溶液57g后，加热至40℃搅拌6h，反应完全后得到成品。
本实施例得到的成品性能较稳定。
实施例4
本实施例一种用于静电纺丝技术的纳米复合溶液的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：在400r/min的搅拌条件下，将20g正硅酸乙酯和200g乙醇均匀混合，然后向混合液中滴加13.8g水和质量浓度为10%盐酸0.5g的混合液，10min滴完，加热至60℃下搅拌8h，得到二氧化硅聚合物；
步骤2：向步骤1得到的二氧化硅聚合物中缓慢滴加质量浓度为10%的PVA溶液38g后，加热至50℃搅拌4h，反应完全后得到成品。
本实施例得到的成品性能较稳定。
实施例5
本实施例一种用于静电纺丝技术的纳米复合溶液的制备方法，包括如下步骤：
步骤1：在500r/min的搅拌条件下，将20g正硅酸乙酯和200g乙醇均匀混合，然后向混合液中滴加13.8g水和质量浓度为10%盐酸1g的混合液，10min滴完，加热至80℃下搅拌6h，得到二氧化硅聚合物；
步骤2：向步骤1得到的二氧化硅聚合物中缓慢滴加质量浓度为10%的PVA溶液31g后，加热至60℃搅拌4h，反应完全后得到成品。
本实施例得到的成品性能稳定。
上述实施例中的正硅酸乙酯也可以用正硅酸甲酯代替，但采用正硅酸乙酯较好。
本发明通过调整水和酸的比例得到了稳定的产品。
随着二氧化硅含量的增加，纺丝出的纤维交叉点减少，珠状结构增加，形态也发生了较大的变化。
Claims (6)
1.一种用于静电纺丝技术的纳米复合溶液的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1：在200~500r/min的搅拌条件下，将正硅酸乙酯和溶剂均匀混合，然后向混合液中滴加水和酸的混合液，控制pH在2~5之间，加热至40~80℃下搅拌6~12h，得到二氧化硅聚合物，其中，正硅酸乙酯：水：酸：溶剂的摩尔比为1:2~8:0.001~0.01:30~50；
步骤2：向步骤1得到的二氧化硅聚合物中缓慢滴加质量浓度为10%的PVA溶液后，加热至40~60℃搅拌4~6h，反应完全后得到成品，其中，PVA与二氧化硅聚合物的质量比为40:60~60:40。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤1所述的溶剂是醇类、酮类、酯类中的至少一种，当为两种以上时，为任意配比。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的溶剂是醇类。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述的醇类为乙醇或异丙醇。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤1所述的是盐酸、硝酸、磷酸中的一种。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤2所述的PVA与二氧化硅聚合物的质量比为50:50。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2012103760820A CN103255490A (zh) | 2012-09-29 | 2012-09-29 | 一种用于静电纺丝技术的纳米复合溶液的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2012103760820A CN103255490A (zh) | 2012-09-29 | 2012-09-29 | 一种用于静电纺丝技术的纳米复合溶液的制备方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103255490A true CN103255490A (zh) | 2013-08-21 |
Family
ID=48959687
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2012103760820A Pending CN103255490A (zh) | 2012-09-29 | 2012-09-29 | 一种用于静电纺丝技术的纳米复合溶液的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103255490A (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103603136A (zh) * | 2013-11-11 | 2014-02-26 | 东华大学 | 一种柔性二氧化硅纤维膜的制备方法 |
| CN106567156A (zh) * | 2016-11-08 | 2017-04-19 | 华南理工大学 | 钴负载的二氧化硅三维纤维材料及其制备方法 |
| CN106757528A (zh) * | 2016-11-08 | 2017-05-31 | 华南理工大学 | 一种超低密度二氧化硅蓬松纤维及其制备方法 |
| CN113185874A (zh) * | 2021-05-14 | 2021-07-30 | 胡召锦 | 一种防油污自清洁涂层及其制备方法 |
| CN114541007A (zh) * | 2022-02-28 | 2022-05-27 | 松山湖材料实验室 | 一种膜材的制作方法、复合膜及其应用和辐射降温制品 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003050331A1 (en) * | 2001-12-13 | 2003-06-19 | Hag-Yong Kim | A ultrafine inorganic fiber, and a process of preparing for the same |
| WO2008028194A2 (en) * | 2006-09-01 | 2008-03-06 | Cornell Research Foundation, Inc. | Calcium phosphate nanofibers |
| JP2008075010A (ja) * | 2006-09-22 | 2008-04-03 | Mitsubishi Chemicals Corp | 樹脂複合体 |
| CN101161705A (zh) * | 2006-10-13 | 2008-04-16 | 中国科学院化学研究所 | 功能性聚合物纳米复合材料及其制备方法和用途 |
| CN101343781A (zh) * | 2008-08-05 | 2009-01-14 | 青岛大学 | 一种阻燃聚乙烯醇/SiO2复合纤维的制备方法 |
| KR20090120360A (ko) * | 2008-05-19 | 2009-11-24 | 영남대학교 산학협력단 | 은이 함유된 고분자량 혼성배열 폴리비닐알코올 나노부직포의 제조방법 및 그 나노 부직포 |
| CN102218271A (zh) * | 2010-04-19 | 2011-10-19 | 韩国科学技术研究院 | 以金属氧化物超细纤维为基本成分的耐热性复合分离膜以及利用其制备的蓄电池 |
-
2012
- 2012-09-29 CN CN2012103760820A patent/CN103255490A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003050331A1 (en) * | 2001-12-13 | 2003-06-19 | Hag-Yong Kim | A ultrafine inorganic fiber, and a process of preparing for the same |
| WO2008028194A2 (en) * | 2006-09-01 | 2008-03-06 | Cornell Research Foundation, Inc. | Calcium phosphate nanofibers |
| JP2008075010A (ja) * | 2006-09-22 | 2008-04-03 | Mitsubishi Chemicals Corp | 樹脂複合体 |
| CN101161705A (zh) * | 2006-10-13 | 2008-04-16 | 中国科学院化学研究所 | 功能性聚合物纳米复合材料及其制备方法和用途 |
| KR20090120360A (ko) * | 2008-05-19 | 2009-11-24 | 영남대학교 산학협력단 | 은이 함유된 고분자량 혼성배열 폴리비닐알코올 나노부직포의 제조방법 및 그 나노 부직포 |
| CN101343781A (zh) * | 2008-08-05 | 2009-01-14 | 青岛大学 | 一种阻燃聚乙烯醇/SiO2复合纤维的制备方法 |
| CN102218271A (zh) * | 2010-04-19 | 2011-10-19 | 韩国科学技术研究院 | 以金属氧化物超细纤维为基本成分的耐热性复合分离膜以及利用其制备的蓄电池 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| 亢海刚等: "超高表面特性纳米介孔二氧化硅纤维的静电纺丝制备", 《中国颗粒学会第六届学术年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会》 * |
| 史铁钧等: "二氧化硅/聚乙烯醇杂化电纺纤维膜的制备与结构形态", 《高等学校化学学报》 * |
| 杨亮亮等: "二氧化硅溶胶的形成与硅胶膜性能", 《离子交换与吸附》 * |
| 邓国宏等: "聚乙烯醇/二氧化硅共混膜的制备及耐温、耐溶剂性能研究", 《高分子材料科学与工程》 * |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103603136A (zh) * | 2013-11-11 | 2014-02-26 | 东华大学 | 一种柔性二氧化硅纤维膜的制备方法 |
| CN106567156A (zh) * | 2016-11-08 | 2017-04-19 | 华南理工大学 | 钴负载的二氧化硅三维纤维材料及其制备方法 |
| CN106757528A (zh) * | 2016-11-08 | 2017-05-31 | 华南理工大学 | 一种超低密度二氧化硅蓬松纤维及其制备方法 |
| CN106757528B (zh) * | 2016-11-08 | 2019-06-18 | 华南理工大学 | 一种超低密度二氧化硅蓬松纤维及其制备方法 |
| CN106567156B (zh) * | 2016-11-08 | 2019-06-18 | 华南理工大学 | 钴负载的二氧化硅三维纤维材料及其制备方法 |
| CN113185874A (zh) * | 2021-05-14 | 2021-07-30 | 胡召锦 | 一种防油污自清洁涂层及其制备方法 |
| CN113185874B (zh) * | 2021-05-14 | 2022-05-06 | 浙江鱼童新材料股份有限公司 | 一种防油污自清洁涂层及其制备方法 |
| CN114541007A (zh) * | 2022-02-28 | 2022-05-27 | 松山湖材料实验室 | 一种膜材的制作方法、复合膜及其应用和辐射降温制品 |
| CN114541007B (zh) * | 2022-02-28 | 2023-09-22 | 松山湖材料实验室 | 一种膜材的制作方法、复合膜及其应用和辐射降温制品 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103255490A (zh) | 一种用于静电纺丝技术的纳米复合溶液的制备方法 | |
| CN104153123B (zh) | 一种柔性氧化钛纳米纤维膜及其制备方法 | |
| CN103738969B (zh) | 介孔二氧化硅及其制备方法 | |
| CN103771429A (zh) | 一种利用共模板剂合成多孔球形二氧化硅的方法 | |
| CN104909378A (zh) | 一种单分散多孔二氧化硅微球的制备方法 | |
| CN102911376A (zh) | 水基松香树脂增粘乳液的制备方法 | |
| CN105776350A (zh) | 一种空心棒状四氧化三铁及其复合物的制备方法 | |
| CN101264892A (zh) | 一种双孔道介孔氧化硅空心球的制备方法 | |
| CN111847492B (zh) | 纳米钙矾石颗粒与改性纳米钙矾石颗粒的制备方法及其在聚氨酯薄膜中的应用 | |
| CN105417569A (zh) | 棒状纳米碳酸钙的制备方法 | |
| CN107287903A (zh) | 一种耐沸水的可用于油水分离的超疏水织物的制备方法 | |
| CN105107548A (zh) | 一种多孔结构金属/稀土共掺杂无机纳米纤维光催化材料的制备方法 | |
| CN103127957B (zh) | 介孔PW/MoO3-TiO2-SiO2催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN101293112A (zh) | 一种生物活性玻璃纳米纤维簇的制备方法 | |
| CN109082245A (zh) | 单组分ms胶用纳米碳酸钙的制备方法 | |
| CN102583404A (zh) | 介孔二氧化硅纳米粒子及制备方法 | |
| CN101544492B (zh) | 制备复合无机金属氧化物的方法 | |
| CN112194139A (zh) | 一种介孔棒状二氧化硅的制备方法 | |
| CN106567241A (zh) | 一种碱减量处理化学纤维云龙丝的方法 | |
| KR100684575B1 (ko) | 친유성 나노다공 실리카 복합체 제조 방법 | |
| CN110426770A (zh) | 无机亚纳米线偏光薄膜及其应用 | |
| CN102234849A (zh) | 溶剂法再生竹纤维纤维素的生产方法 | |
| CN101475212A (zh) | 一种金属共掺杂无机纳米纤维膜的制备方法 | |
| CN103243481B (zh) | 一种制备含微纳米球纤维的静电纺丝方法 | |
| CN101716490A (zh) | 具有有机物吸附性能的sba-15分子筛的合成方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20130821 |