[发明专利]一种交联橡胶纳米纤维材料及其制法和用途

权利要求书

1.一种交联橡胶纳米纤维材料的制备方法，该方法包括以下步骤：

（1）纺丝液的配制：将橡胶材料溶解于溶剂中，配制成浓度为0.001～2g/mL的橡胶溶液，然后向橡胶溶液中加入硫化剂和硫化助剂，搅拌分散均匀，其中橡胶为100重量份，硫化剂为0.01～40重量份，硫化助剂为0.005～40重量份；

（2）静电纺丝：将步骤（1）配好的纺丝液装入静电纺丝设备的储液装置中进行纺丝，得到橡胶纳米纤维材料；

（3）橡胶纳米纤维材料的包覆：将步骤（2）得到橡胶纳米纤维材料放入真空密闭容器中，向真空密闭容器加入浓度0.05～3g/mL的包覆物溶液，其中真空密闭容器的真空度为0～0.1MPa，包覆物溶液与橡胶纤维材料的质量比为2～100:1，于10～60℃包覆5～100分钟，然后将包覆的橡胶纳米纤维材料从容器中取出，干燥至恒重；

（4）橡胶纳米纤维材料的硫化：将步骤（3）制备的包覆的橡胶纳米纤维材料在100℃～180℃硫化交联5min～90min；硫化后的橡胶纳米纤维材料冷却至室温后，用20～70℃的溶剂淋洗掉橡胶纳米纤维材料表面的包覆物，然后干燥至恒重，得到交联的橡胶纳米纤维材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤（1）中的橡胶材料选自天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、反式聚异戊二烯橡胶、反式聚丁二烯橡胶、反式丁二烯-异戊二烯共聚橡胶、反式橡胶合金、乙丙橡胶、丁腈橡胶、丁基橡胶、硅橡胶、氟橡胶及其衍生物中的一种或两种以上的共混物；所述的橡胶材料重均分子量为5～500万。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤（1）中所述的硫化剂选自硫黄、有机过氧化物、金属氧化物、醌类、树脂类和胺类中的一种或多种，优选自硫磺、有机过氧化物中的一种或多种；所述硫化助剂选自促进剂、活性剂、防焦剂、防老剂、补强剂和填充剂中的一种或多种。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其中，所述硫化助剂包括（1）促进剂0.005～5重量份、（2）活性剂0～5重量份、（3）防焦剂0～5重量份、（4）防老剂0～5重量份、（5）补强剂0～15重量份、（6）填充剂0～5重量份。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤（1）中的溶剂选自烷烃、芳香烃、卤代烷烃、卤代芳香烃、含氮化合物、含氟化合物、酯类、醚类、酮类、醛类中的一种或其中几种的混合物，优选地，步骤（1）中的溶剂选自二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、丙酮、正庚烷、环己烷、四氢呋喃、苯、甲苯、二甲苯、氯苯、乙酸乙酯、N,N-二甲基甲酰胺中的一种或其中几种的混合物。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤（2）是将储液装置的活塞与给料装置相连接，储液装置的喷丝头连接高压电源的正极，电压为10～60kV；溶液的供料速率为10～500μL/min；储液装置的喷丝头与接地的接收装置之间的距离为5～50cm；纺丝环境的温度为10～60℃；纺丝环境的湿度为10%～80%；喷丝头移动速度为0～500mm/min；接收装置为金属平板或旋转滚筒,旋转滚筒转速为5～1000r/min；喷丝头为单喷丝头或多喷丝头，纺丝制备的橡胶纳米纤维材料干燥至恒重。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤（3）中包覆物选自醋酸淀粉、羧甲基淀粉、羟甲基纤维素、羧甲基纤维素、植物胶、胶原蛋白、明胶、聚氧化乙烯、聚丙烯酰胺和聚乙烯吡咯烷酮中的一种或多种，包覆物的重均分子量为5～100万。

8.根据权利要求1和7所述的制备方法，其中，步骤（3）中的包覆物溶液的溶剂以及步骤（4）中淋洗所用溶剂选自去离子水、丙酮、乙醇、甲醇中的一种或其中几种的混合物。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的制备方法制备的交联橡胶纳米纤维材料，所述交联橡胶纳米纤维材料中纤维的排列包括无序排列、单向排列、交叉排列、卷曲无序、卷曲单向排列、卷曲交叉排列和/或纤维集束；纤维的形貌包括光滑的纤维、串珠状纤维、缎带状纤维、分枝状纤维、核壳状纤维、中空状纤维和/或表面含孔洞的纤维；纤维的直径为10nm～10μm。

10.根据权利要求9所述的交联橡胶纳米纤维材料用于医用材料，增强增韧材料，节能复合材料，过滤阻隔材料，纳米模板材料，纺织服装材料，传感检测材料和组织工程支架的用途。