[发明专利]可光固化纤维素酯纳米纤维膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及纳米纤维膜技术领域，尤其是一种可光固化纤维素酯纳米纤维膜及其制备方法。

背景技术

纳米纤维膜具有纤维直径小，比表面积大的特点，纳米纤维交叠在一起形成的纳米纤维膜仍然呈现很大的表面积，而且具有高孔隙率，使其在透光增强、分离过滤、药物载体等材料领域具有潜在的应用价值。静电纺丝技术是制备纳米纤维膜的一种简便方法。目前，许多种高分子材料已经被用于制备静电纺丝纳米纤维膜。但是，纳米纤维膜的缺点之一是纤维成形后，纤维之间通常无化学键连接，纤维膜受到外力拉伸作用则容易发生较大形变，难以恢复原有形态。如果将纳米纤维膜进行后处理，使纤维之间通过交联剂交联，则必须选择适当的溶剂和交联剂进行多步处理，这样将耗时耗能。

发明内容

本发明提供一种可光固化纤维素酯纳米纤维膜的制备方法，它可以解决现有纳米纤维膜易变形的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：将可光固化纤维素酯和光引发剂溶于混合溶剂中，得到纺丝溶液，采用静电纺丝方法制得纳米纤维膜，然后对纳米纤维膜进行紫外光照射。

上述技术方案中，更具体的方案还可以是：所述可光固化纤维素酯为含两个以上甲基丙烯酰氧基的纤维素酯类。

进一步的：所述混合溶剂为丙酮与N,N-二甲基甲酰胺的混合液或四氢呋喃与N,N-二甲基乙酰胺的混合液。

进一步的：所述丙酮和N,N-二甲基甲酰胺的体积比为1:1~1:3；所述四氢呋喃和,N-N二甲基乙酰胺的体积比为1:1~1:3。

进一步的：所述纺丝溶液中可光固化纤维素酯质量分数比浓度为10%~20%，光引发剂质量分数比浓度为0.1%~1%。

进一步的：所述静电纺丝方法中纺丝电压为10kV ~12kV，纺丝液喷出流速为10 μL/min，金属喷丝头与接收板距离为15cm ~20cm，温度为20℃~26℃，湿度为45%~75%。

进一步的：所述纳米纤维膜进行紫外光照射的条件为：将纳米纤维膜从接收板取下并平放于紫外灯正下方，纳米纤维膜与紫外灯的距离为20 cm，紫外灯照射功率为500W，照射时间为1 min。

进一步的：含两个以上甲基丙烯酰氧基的所述纤维素酯类为由二异氰酸酯和甲基丙烯酸羟乙酯改性纤维素乙酸丁酸酯所得的光固化纤维素酯或由二异氰酸酯和甲基丙烯酸羟乙酯改性醋酸纤维素酯所得的光固化纤维素酯。

由于采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：

1、本发明的纳米纤维膜受到外力拉伸作用不易变形且难溶于普通溶剂，保留纤维文理和空隙，适合于透光增强和分离过滤材料。

2、本发明引入可光固化基团后，其可光固化基团无需加热即可在引发剂存在和紫外光照射下迅速交联固化，紫外光固化技术耗能低、效率高。

3、本发明采用静电纺丝方法制备纳米纤维膜，方法简单。

4、本发明采用的原料丰富易得，适合纳米纤维的制备。

5、本发明采用纤维素酯类高分子化合物作为纳米纤维膜的制备原料，具有良好生物相容性，而且其纤维素结构具有增强材料的性能。

具体实施方式

以下结合具体实例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

本可光固化纤维素酯纳米纤维膜的制备方法为：

（1）用丙酮和N,N-二甲基甲酰胺配置成混合溶剂，丙酮和N,N-二甲基甲酰胺的体积比为1:2；

（2）将二异氰酸酯和甲基丙烯酸羟乙酯改性纤维素乙酸丁酸酯所得的光固化纤维素酯以及光引发剂溶于步骤（1）所得的混合溶剂中，搅拌至均匀，得纺丝溶液，纺丝溶液中光固化纤维素酯的质量浓度为为17%，光引发剂的浓度为0.5%；

（3）用注射器抽取步骤（2）所得的纺丝溶液，固定于静电纺丝装置上，控制纺丝电压为10kV，纺丝液喷出流速为10 μL/min，金属喷丝头与接收板距离为15cm，温度为20℃，湿度为60%，纺丝得到纳米纤维膜；

（4）将步骤（3）所得的纳米纤维膜从接收板取下并平放于紫外灯正下方，纳米纤维膜与紫外灯的距离为20cm，紫外灯照射功率为500W，照射时间1为min。

对本实施例所制得的纳米纤维膜的纤维直径和孔隙率进行测试，结果显示：纤维的平均直径为500nm ~900nm，纤维膜的孔隙率为70~80%，拉伸强度为22.5MPa。

实施例2：

本可光固化纤维素酯纳米纤维膜的制备方法为：