CN108677274B - 一种表面掺氟的聚合物纤维及其制备方法 - Google Patents

一种表面掺氟的聚合物纤维及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108677274B
CN108677274B CN201810463093.XA CN201810463093A CN108677274B CN 108677274 B CN108677274 B CN 108677274B CN 201810463093 A CN201810463093 A CN 201810463093A CN 108677274 B CN108677274 B CN 108677274B
Authority
CN
China
Prior art keywords
fluorine
polymer
fiber
doped
receiving device
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.)
Active
Application number
CN201810463093.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN108677274A (zh
Inventor
李佳
高明
高源鸿
易亚
黄逸凡
喻学锋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenzhen Institute of Advanced Technology of CAS
Original Assignee
Shenzhen Institute of Advanced Technology of CAS
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenzhen Institute of Advanced Technology of CAS filed Critical Shenzhen Institute of Advanced Technology of CAS
Publication of CN108677274A publication Critical patent/CN108677274A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108677274B publication Critical patent/CN108677274B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F11/00—Chemical after-treatment of artificial filaments or the like during manufacture
    • D01F11/04—Chemical after-treatment of artificial filaments or the like during manufacture of synthetic polymers
    • D01F11/06—Chemical after-treatment of artificial filaments or the like during manufacture of synthetic polymers of macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F11/00—Chemical after-treatment of artificial filaments or the like during manufacture
    • D01F11/02—Chemical after-treatment of artificial filaments or the like during manufacture of cellulose, cellulose derivatives, or proteins
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F11/00—Chemical after-treatment of artificial filaments or the like during manufacture
    • D01F11/04—Chemical after-treatment of artificial filaments or the like during manufacture of synthetic polymers
    • D01F11/08—Chemical after-treatment of artificial filaments or the like during manufacture of synthetic polymers of macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F4/00—Monocomponent artificial filaments or the like of proteins; Manufacture thereof
    • D01F4/02—Monocomponent artificial filaments or the like of proteins; Manufacture thereof from fibroin
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/02—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D01F6/14—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds from polymers of unsaturated alcohols, e.g. polyvinyl alcohol, or of their acetals or ketals
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/02—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D01F6/18—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds from polymers of unsaturated nitriles, e.g. polyacrylonitrile, polyvinylidene cyanide
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/02—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D01F6/26—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds from other polymers
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/58—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products
    • D01F6/60—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products from polyamides
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/58—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products
    • D01F6/66—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolycondensation products from polyethers

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Chemical Or Physical Treatment Of Fibers (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)
  • Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)

Abstract

本发明公开了一种表面掺氟的聚合物纤维及其制备方法，所述表面掺氟的聚合物纤维中氟元素占总元素的比例可以控制在5％～50％，本发明利用等离子体放电技术对不含氟元素的聚合物纤维进行表面掺氟改性，突破了现有表面掺氟的聚合物纳米纤维需由含卤聚合物前驱体来制备的限制，仅通过静电纺丝过程中对接收装置的调节和后续等离子体改性的设计，利用放电等离子体、聚合物纤维、绝缘聚合物薄膜之间的相互作用，在无需使用含氟化学试剂的条件下，实现表面掺氟聚合物纳米纤维的可控制备，显著提高聚合物纳米纤维的工业价值，有效地拓展其在新领域中的应用。

Description

一种表面掺氟的聚合物纤维及其制备方法
技术领域
本发明涉及纤维材料领域，尤其是涉及一种表面掺氟的聚合物纤维及其制备方法。
背景技术
作为一种新型的纤维材料，纳米纤维以其较高的孔隙率、较大的比表面积、以及量子尺寸效应等特点，得到了工业界的广泛关注，并在生物医用材料、过滤防护、光电催化、能源器件等领域显示出巨大的应用前景。随着纳米纤维材料在各个应用领域的不断发展，纳米纤维的制备和改性技术也得到了迅速的开发和创新。
为了进一步拓展纳米纤维的应用领域，增强纳米纤维的表界面性能，多种改性策略都得到了应用和发展，如含氟聚合物纳米纤维，具有优良的电学性能、独特的低表面能、宽广的使用温度范围等，一般来说，氟元素可以改善表面性质，如低表面能、耐候性、耐油性、耐化学品性、热稳定性和抗污性，氟元素还能提高某些化学药物的生物活性。中国专利CN103015033A中公开了一种新型含氟聚酰亚胺纳米纤维膜及其制备方法与应用，是将含三氟甲基基团的聚酰亚胺溶解于N,N-二甲基乙酰胺中，配制成一定浓度的纺丝原液来制备出含氟聚酰亚胺纳米纤维膜。中国专利CN103757742A中公开了一种表面含氟的核壳结构纳米纤维的制备方法，是通过将聚合物与含氟光引发剂、含氟单体共混，在紫外光照射下进行电纺丝。这些方法都很好的完成含氟聚合物纳米纤维的制备，但都需要在纺丝前驱体中添加或构建含有氟元素的化合物。
低温等离子体是是一种常用的聚合物表面改性技术。已有技术通常采用含有氟的气体，来制备出含氟的聚合物纤维。例如，中国发明专利CN103848999B公开了一种聚合物表面改性方法，是在空气存在和有一定湿度的情况下，用含氟的非聚合性气体(HCF2CF2H气体)等离子体照射含有C-H的聚合物表面，在表面形成-CF2COOH等极性基团。这种方法虽然取得了良好技术效果，但仍然不可避免的采用含氟气体，增大了该方法的复杂性。因此，如何不使用特殊的含氟气体，仅基于惰性气体或空气，利用等离子体技术来实现聚合物表面的掺氟改性，仍然是一个需要解决的技术问题。
与此同时，为了提高聚合物纳米纤维的工业价值，拓展其在新领域中的应用，也需要提出一种简单高效、节能环保、适用性强、且不需要引入其他化学试剂的改性方法，以此制备出表面掺氟的聚合物纳米纤维，且制备过程快速可控，可以根据需要调节聚合物表面掺杂氟元素的含量。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种表面掺氟的聚合物纤维及其制备方法。
本发明所采取的技术方案是：
本发明提供一种表面掺氟的聚合物纤维，由聚合物纤维经表面掺杂氟元素形成，所述聚合物纤维由不含氟元素的聚合物形成。
优选地，所述聚合物纤维为聚合物纳米纤维。
优选地，所述氟元素占总元素的含量为5％～50％。
优选地，所述不含氟元素的聚合物选自聚丙烯腈、聚酰胺、聚乳酸、聚氨酯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯吡咯烷酮、聚已内酯、聚氧化乙烯、聚苯乙烯、聚酯、聚酰亚胺、壳聚糖、丝素蛋白、胶原蛋白中的至少一种。
本发明还提供一种上述的表面掺氟的聚合物纤维的制备方法，包括以下步骤：
(1)取不含氟元素的聚合物溶于溶剂形成纺丝液，利用纤维接收装置进行静电纺丝，得到本体聚合物纤维；
(2)将载有所述本体聚合物纤维的所述纤维接收装置放置在绝缘聚合物薄膜的上方，所述绝缘聚合物薄膜用以提供氟元素，随后置于等离子体发生器的反应腔室内，开启电源，在等离子体氛围中进行等离子体处理，得到表面掺氟的聚合物纤维。
优选地，步骤(1)中的纤维接收装置为导电的网状结构。已知技术中，纤维的接收装置有很多种，本发明使用的导电的网状结构可以在等离子体发生器的反应腔室中构建出一个等离子体增强微区域。
进一步地，步骤(1)中的纤维接收装置为导电的网状结构，所述导电的网状结构为金属网，所述金属网的规格为平织10～400目。金属网的材质可以是不锈钢、铜、铁、镍、钛中的任一种。金属网的目数需要进行控制，过密的网格会阻挡氟元素达到纤维表面，而较为疏松的网格则不利于增强电场和等离子体作用。
优选地，步骤(2)中所述绝缘聚合物薄膜为聚四氟乙烯薄膜、聚偏氟乙烯薄膜中的至少一种。
优选地，步骤(2)中所述绝缘聚合物薄膜的厚度为0.5～5.0nm。
优选地，步骤(2)中所述纤维接收装置与所述绝缘聚合物薄膜的间距为0.3～3.0mm。此间距也是本技术方案的一个重要参数之一，若所述纤维接收装置与绝缘聚合物薄膜距离过小，则无法提供电子、离子和氟元素的运动路径；而由于等离子体作用能量的限制，过大的间距则会氟元素无法达到纤维表面。
本发明步骤(2)中等离子体处理时间过短，氟元素容易掺杂不进去聚合物纤维中，等离子体处理时间过长，容易造成纳米纤维遭到破坏，优选步骤(2)中等离子体处理的时间为30～300s，等离子体发生器的功率为20～80W。
优选地，步骤(2)中所述等离子体为放电气体经均匀辉光放电产生的等离子体，所述放电气体为氮气、氩气、氦气、空气中的至少一种。等离子体的产生方式有很多种，但是由于聚合物纤维，特别是纳米纤维的尺度较小，非均匀丝状或弧光放电，会击穿聚合物纤维，使纤维烧灼，因此需采用均匀辉光放电才能保证其结构的完整性。
进一步地，所述等离子体为放电气体在10～101325Pa条件下均匀辉光放电产生的等离子体。
优选地，步骤(2)中的电源为直流电源、交流电源、射频电源、脉冲电源中的任一种。
本发明的有益效果是：
1、本发明提供的一种表面掺氟的聚合物纤维的制备方法，使用不含氟元素的聚合物作原料，突破了现有表面掺卤素的聚合物纳米纤维需由含卤素的聚合物前驱体来制备的限制，通过对材料改性制备过程的创造性设计，实现对任何聚合物纳米纤维表面掺氟元素的普适性，同时通过控制等离子体处理的条件还能够实现对掺杂氟元素占总元素的比例进行调控。
2、本发明提供的一种表面掺氟的聚合物纤维的制备方法，利用等离子体中高能粒子的刻蚀、活化、化学改性等协同作用，在不含氟元素化学试剂的条件下实现对纳米纤维的表面掺卤素改性，同时不使用特殊的含氟气体，仅基于惰性气体或空气，利用等离子体技术来实现聚合物表面的掺氟改性，该改性方法简单高效、节能环保、适用性强、且不需要引入其他化学试剂。
3、本发明的表面掺氟的聚合物纤维的制备方法，技术方案新颖简单、绿色环保，无需使用含卤素化学试剂，利用放电等离子体、纳米聚合物纤维、绝缘聚合物薄膜之间的相互作用，快速高效地的实现纳米聚合物纤维的表面掺卤素改性，且掺卤素的含量比例可以根据需要进行调控，能够将氟元素占总元素的比例控制在5％～50％，这对于拓展聚合物纳米纤维材料的应用具有十分重要的意义，同时本发明无需限定等离子体放电湿度和压力，只要产生均匀辉光放电即可。
4、本发明通过调节等离子体放电状态和其他参数，能够实现纳米聚合物纤维表面掺氟含量的控制，通过提高处理功率、延长处理时间、缩短纤维接收装置与聚合物薄膜的间距，均可以增加纳米纤维表面掺氟含量。另外，与已有等离子体改性策略不同，本发明在等离子体放电区域内增添了导电的网状结构和聚合物薄膜，一方面是为了构建等离子体增强微区域，并为掺杂氟元素提供卤源；另一方法，绝缘聚合物薄膜还可以起到隔热的作用，保证纳米聚合物纤维不会受到热作用而产生收缩和变形。
附图说明
图1为本发明表面掺氟的聚合物纤维的制备示意图；
图2为实施例1中本体聚合物纤维的X射线光电子能谱图；
图3为实施例1中表面掺氟的聚合物纤维的X射线光电子能谱图。
具体实施方式
以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。
实施例1
以聚丙烯腈为原料，N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂，按照常规比例配制成纺丝原液，进行静电纺丝，并利用平织35目的不锈钢金属网作为接收装置，得到本体聚丙烯腈纳米纤维。
参见图1，将载有本体纳米纤维的金属网1，置于同等大小、厚度为1mm的聚四氟乙烯薄膜2上方，保持两者的间距为0.5mm，并将聚四氟乙烯薄膜置于等离子体发生电极3上。随后，开启交流电源，在10Pa条件下，以氩气为放电气体均匀辉光放电产生辉光等离子体4，在50W的功率下处理60s，即制备出表面掺氟的聚丙烯腈纳米纤维。本发明利用金属网与等离子体发生电极构建等离子体增强微区域，充分利用放电过程中的电子刻蚀效应、自由基活化作用、以及紫外光效应等，将纳米聚合物纤维表面的C-C键或C-H键切断，也将聚四氟乙烯中的C-F键切断。与此同时，在等离子体活化作用下，断键后形成的F自由基会与纳米纤维表面的C作用形成C-F键，从而使纳米纤维表面掺杂氟元素。本发明中的纤维接收装置选用金属网，原因在于首先金属网的导电性能较好，其次氟元素不会与金属网反应，不会掺杂到金属网表面。
取上述制备的本体聚丙烯腈纳米纤维和表面掺氟的聚丙烯腈纳米纤维进行表征，其X射线光电子能谱分别如图2和图3所示。从图中可以得知，本体聚丙烯腈纳米纤维仅仅含有C、N、O三种元素，本发明所制备的纳米纤维表面含有氟元素，且经过计算分析氟元素占总元素的比例为8％。
实施例2
以聚乙烯吡咯烷酮为原料，去离子水为溶剂，按照常规比例配制成纺丝原液，进行静电纺丝，并利用平织50目的镍金属网作为接收装置，得到本体聚乙烯吡咯烷酮纳米纤维。将载有本体纳米纤维的金属网，放置在同等大小、厚度为2.5mm的聚四氟乙烯薄膜上方，保持两者的间距为0.3mm，并置于等离子体发生电极上。随后，开启射频电源，在30Pa条件下，以氦气为放电气体产生均匀辉光放电，在20W的功率下处理300s，即制备出表面掺氟的聚合物纳米纤维。经过计算分析，氟元素占总元素的比例为35％。
实施例3
以聚酰胺为原料，甲酸为溶剂，按照常规比例配制成纺丝原液，进行静电纺丝，并利用平织20目的铜金属网作为接收装置，得到本体聚酰胺纳米纤维。将载有本体纳米纤维的金属网，放置在同等大小、厚度为2mm的聚四氟乙烯薄膜上方，保持两者的间距为1mm，并置于等离子体发生电极上。随后，开启直流电源，在100Pa条件下，以氮气为放电气体产生均匀辉光放电，在80W的功率下处理180s，即制备出表面掺氟的聚合物纳米纤维。经过计算分析，氟元素占总元素的比例为12％。
实施例4
以聚乙烯醇为原料，去离子水为溶剂，按照常规比例配制成纺丝原液，进行静电纺丝，并利用平织100目的钛金属网作为接收装置，得到本体聚乙烯醇纳米纤维。将载有本体纳米纤维的金属网，放置在同等大小、厚度为5mm的聚四氟乙烯薄膜上方，保持两者的间距为0.6mm，并置于等离子体发生电极上。随后，开启脉冲电源，在50Pa条件下，以空气为放电气体产生均匀辉光放电，在30W的功率下处理120s，即制备出表面掺氟的聚合物纳米纤维。经过计算分析，氟元素占总元素的比例为21％。
实施例5
以丝素为原料，甲酸为溶剂，按照常规比例配制成纺丝原液，进行静电纺丝，并利用平织160目的不锈钢金属网作为接收装置，得到本体丝素纳米纤维。将载有本体纳米纤维的金属网，放置在同等大小、厚度为3mm的聚四氟乙烯薄膜上方，保持两者的间距为1.5mm，并置于等离子体发生电极上。随后，开启交流电源，在60Pa条件下，以氦气/空气为放电气体产生均匀辉光放电，在25W的功率下处理180s，即制备出表面掺氟的聚合物纳米纤维。经过计算分析，氟元素占总元素的比例为16％。
实施例6
以聚氧化乙烯为原料，二氯甲烷为溶剂，按照常规比例配制成纺丝原液，进行静电纺丝，并利用平织160目的不锈钢金属网作为接收装置，得到本体聚氧化乙烯纳米纤维。将载有本体纳米纤维的金属网，放置在同等大小、厚度为1.5mm的聚四氟乙烯薄膜上方，保持两者的间距为2.6mm，并置于等离子体发生电极上。随后，开启脉冲电源，在300Pa条件下，以氩气/氦气为放电气体产生均匀辉光放电，在70W的功率下处理120s，即制备出表面掺氟的聚合物纳米纤维。经过计算分析，氟元素占总元素的比例为30％。
实施例7
以聚乙烯吡咯烷酮为原料，去离子水为溶剂，按照常规比例配制成纺丝原液，进行静电纺丝，并利用平织400目的镍金属网作为接收装置，得到本体聚乙烯吡咯烷酮纳米纤维。将载有本体纳米纤维的金属网，放置在同等大小、厚度为3mm的聚偏氟乙烯薄膜上方，保持两者的间距为0.3mm，并置于等离子体发生电极上。随后，开启射频电源，在101325Pa条件下，以氦气为放电气体产生均匀辉光放电，在80W的功率下处理30s，即制备出表面掺氟的聚合物纳米纤维。

Claims (10)

1.一种表面掺氟的聚合物纤维，其特征在于，由聚合物纤维经表面掺杂氟元素形成，所述聚合物纤维由不含氟元素的聚合物形成；
其通过以下方法制备而成：
(1)取不含氟元素的聚合物溶于溶剂形成纺丝液，利用纤维接收装置进行静电纺丝，得到本体聚合物纤维；
(2)将载有所述本体聚合物纤维的所述纤维接收装置放置在绝缘聚合物薄膜的上方，所述绝缘聚合物薄膜用以提供氟元素，随后置于等离子体发生器的反应腔室内，开启电源，在等离子体氛围中进行等离子体处理，得到表面掺氟的聚合物纤维，
其中，步骤(2)中所述绝缘聚合物薄膜为聚四氟乙烯薄膜、聚偏氟乙烯薄膜中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的表面掺氟的聚合物纤维，其特征在于，所述氟元素占总元素的含量为5％～50％。
3.根据权利要求1或2所述的表面掺氟的聚合物纤维，其特征在于，所述不含氟元素的聚合物选自聚丙烯腈、聚酰胺、聚乳酸、聚氨酯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙烯、聚苯乙烯、聚酯、聚酰亚胺、壳聚糖、丝素蛋白、胶原蛋白中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的表面掺氟的聚合物纤维，其特征在于，所述不含氟元素的聚合物选自聚己内酯。
5.权利要求1-3任一项所述的表面掺氟的聚合物纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)取不含氟元素的聚合物溶于溶剂形成纺丝液，利用纤维接收装置进行静电纺丝，得到本体聚合物纤维；
(2)将载有所述本体聚合物纤维的所述纤维接收装置放置在绝缘聚合物薄膜的上方，所述绝缘聚合物薄膜用以提供氟元素，随后置于等离子体发生器的反应腔室内，开启电源，在等离子体氛围中进行等离子体处理，得到表面掺氟的聚合物纤维，
其中，步骤(2)中所述绝缘聚合物薄膜为聚四氟乙烯薄膜、聚偏氟乙烯薄膜中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的表面掺氟的聚合物纤维的制备方法，其特征在于，步骤(1)中的纤维接收装置为导电的网状结构，所述导电的网状结构为金属网，所述金属网的规格为平织10～400目。
7.根据权利要求5所述的表面掺氟的聚合物纤维的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述绝缘聚合物薄膜的厚度为0.5～5.0nm。
8.根据权利要求5所述的表面掺氟的聚合物纤维的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述纤维接收装置与所述绝缘聚合物薄膜的间距为0.3～3.0mm。
9.根据权利要求5所述的表面掺氟的聚合物纤维的制备方法，其特征在于，步骤(2)中等离子体处理的时间为30～300s，等离子体发生器的功率为20～80W。
10.根据权利要求5所述的表面掺氟的聚合物纤维的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述等离子体为放电气体经均匀辉光放电产生的等离子体，所述放电气体为氮气、氩气、氦气、空气中的至少一种。
CN201810463093.XA 2018-04-08 2018-05-15 一种表面掺氟的聚合物纤维及其制备方法 Active CN108677274B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2018103079009 2018-04-08
CN201810307900 2018-04-08

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108677274A CN108677274A (zh) 2018-10-19
CN108677274B true CN108677274B (zh) 2020-10-02

Family

ID=63805430

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810463093.XA Active CN108677274B (zh) 2018-04-08 2018-05-15 一种表面掺氟的聚合物纤维及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108677274B (zh)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1880526A (zh) * 2005-06-13 2006-12-20 中国科学院化学研究所 超疏水导电高分子纳米纤维及其制备方法和用途
CN104264248A (zh) * 2014-09-16 2015-01-07 北京化工大学 一种可控的核壳结构纳米纤维的制备方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009015226A1 (de) * 2009-04-01 2010-10-14 Kim, Gyeong-Man, Dr. Template-gestütztes Musterbildungsverfahren von Nanofasern im Electrospinn-Verfahren und deren Anwendungen

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1880526A (zh) * 2005-06-13 2006-12-20 中国科学院化学研究所 超疏水导电高分子纳米纤维及其制备方法和用途
CN104264248A (zh) * 2014-09-16 2015-01-07 北京化工大学 一种可控的核壳结构纳米纤维的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN108677274A (zh) 2018-10-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Morent et al. Influence of discharge atmosphere on the ageing behaviour of plasma-treated polylactic acid
CN104752665B (zh) 一种聚酰亚胺多孔纳米纤维电极隔膜的制备方法
CN102723502B (zh) 一种提高钒电池电极材料活性的表面改性方法
GB2449829A (en) Surface heater with conductive cellulose nonwoven
KR101754658B1 (ko) 연료전지용 ptfe 전해질막의 제조방법
CN105734725B (zh) 一种“囊泡串”结构纯碳纤维材料及其制备方法
Shi et al. Atmospheric plasma treatment of pre‐electrospinning polymer solution: A feasible method to improve electrospinnability
WO2007052861A1 (en) Metal oxide supercapacitor having metal oxide electrode coated onto the titanium dioxide ultrafine and its fabrication method
Xu et al. Electrospun high‐thermal‐resistant inorganic composite nonwoven as lithium‐ion battery separator
KR100856873B1 (ko) 무전해도금용 촉매활성 방법
CN203015262U (zh) 大气压诱导空气介质阻挡放电低温等离子体发生装置
CN108322990A (zh) 一种等离子体发生组件及空气净化装置
CN108882493B (zh) 用于高分子材料表面改性的辉光等离子体生成装置
CN108677274B (zh) 一种表面掺氟的聚合物纤维及其制备方法
CN217216981U (zh) 等离子体发生装置及空气净化器
Li et al. Diffuse plasma treatment of polyamide 66 fabric in atmospheric pressure air
CN113622089B (zh) 一种聚酰亚胺/二氧化铈复合纳米纤维膜及其制备方法
CN113436912B (zh) 提高激光诱导石墨烯基电容器比电容的方法和激光诱导石墨烯基电容器
CN114845456A (zh) 一种等离子体发生装置和空气净化器
Wang et al. Self-woven nanofibrillar PEDOT mats for impact-resistant supercapacitors
Niu et al. Polyacrylonitrile-based nitrogen-doped carbon materials with different micro-morphology prepared by electrostatic field for supercapacitors
JP2006273645A (ja) 有機物の連続焼成装置及び連続焼成方法、炭素材料並びにそれを用いた触媒構造体、固体高分子型燃料電池用電極及び固体高分子型燃料電池
CN110459721A (zh) 具有准分子紫外灯辐照修饰ZnO的腈纶基锂锂硫电池夹层材料及其制备方法
Ye et al. Cold plasma welding of polyaniline nanofibers with enhanced electrical and mechanical properties
EP2888029B1 (en) Method of treating a porous substrate and manufacture of a membrane

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant