[发明专利]多孔的反式橡胶超细纤维无纺布及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明属于聚合物超细纤维无纺布领域，涉及静电纺丝制备技术，具体涉及一种利用静电纺丝技术制备的反式橡胶超细纤维及其构成的多孔反式橡胶超细纤维无纺布及其制备方法和用途。

背景技术

反式橡胶及其共聚物，包括反式-1,4-聚异戊二烯、反式-1,4-聚丁二烯、反式-1,4-丁二烯-异戊二烯共聚橡胶、反式-1,4-聚二烯烃复合橡胶、反式-1,4-丁二烯-苯乙烯共聚物、反式-1,4-聚异戊二烯-苯乙烯共聚物等。反式-1,4-聚异戊二烯与顺式异戊橡胶(天然橡胶)有着完全相同的化学组成，但分子链构型截然相反。

目前反式异戊橡胶可用作轮胎制品、橡胶减震制品、医用功能材料、热刺激性形状记忆材料、弹性体材料、高尔夫球、电器绝缘材料等。反式异戊橡胶不仅耐磨性优秀，其耐撕裂性、低温性能以及生胶强度等性能也很突出，因此适用于做轮胎胶料，可以有效降低轮胎的滚动阻力以及压缩生热，显著提高耐疲劳性能。根据反式异戊橡胶在材料谱中的特殊位置，还有许多有用的性能和用途有待开发，其发展前景无疑是十分广阔的。

静电纺丝技术已经有一些专利报道和实验室研究，是目前制备超细微纳米纤维最为简单有效的方法，其制得的纤维直径可在10nm～1000μm之间。在静电纺丝工艺过程中，首先给聚合物液体表面形成高压电场，电场作用于聚合物液体表面时，带电的聚合物液滴在电场力的作用下克服表面张力形成带有电荷的喷射细流。聚合物液体喷射细流在空中由于拉伸作用形成多种形式的不稳定流动并伴随着溶剂的挥发，被干燥和固化，并在接收装置上形成聚合物纤维。相对于一般方法制得的纤维，电纺纤维具有极大的比表面积和空隙，特别适合作为药物载体、过滤分离材料、催化剂负载载体和隔离材料使用，有广泛的应用前景。

到目前为止，已有超过200种高分子材料通过静电纺丝制成纤维产品。美国专利US20030215624和US20040013873、中国发明专利201010505164.1和201010130867.0公开了多种聚合物的电纺纤维，包括：聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯醇、聚苯乙烯、聚砜、聚碳酸酯、聚氨酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚氧化乙烯等。中国专利CN200710043808.8提供了一种利用静电纺丝制备三元乙丙橡胶纳米纤维的方法及其应用。中国专利CN200910079247.6提供了一种橡胶纳米纤维的制备方法，他们采用同轴静电纺丝法，制备出了橡胶为芯层，水溶性聚合物为壳层的纳米纤维，所选的橡胶为顺丁橡胶、丁基橡胶、硅橡胶和丁腈橡胶。文献[Macromol.Mater.Eng.2010,295:305-309]报道了顺式-1,4-聚异戊二烯的电纺纤维，制备了两种形貌的纤维，其中一种表面呈竹节状，直径20～60μm，可能用于微电子领域；另一种表面光滑，直径5～8μm。中国发明专利201310021197.2公开了一种静电纺丝法制备反式橡胶纳米纤维，可以得到可控直径的、多种形貌和大比表面积的纤维。该纤维表面光滑，不具有多孔结构，因此预计很难在载体、过滤、阻尼等领域使用。中国发明专利201410007686.7公开了一种具有核壳结构的交联橡胶纳米纤维材料，其孔状结构可以在过滤阻隔领域使用，但是制备方法繁琐，需要在橡胶材料外部包覆淀粉、纤维素、蛋白、PVP等。

为了克服和解决上述提及的静电纺丝制备的橡胶超细微纳米纤维存在的问题，本发明提供一种反式橡胶超细纤维及其构成的超细纤维无纺布及其静电纺丝制备方法和应用。通过该方法制备的多孔的反式橡胶超细纤维无纺布，具有更大的比表面积和孔隙率，预计可以在过滤分离材料、催化剂载体、智能保温材料、防护隔离材料等领域使用。

发明内容

鉴于以上，本发明的主要目的之一就是提供一种具有更大比表面积和孔隙率的多孔的反式橡胶超细纤维无纺布材料。

本发明的主要目的之二就是提供这种多孔的反式橡胶超细纤维无纺布材料的静电纺丝制备方法。

本发明的目的之三就是提供一种尺寸均匀、形貌可控的多孔的超细纤维的制备工艺。

为实现上述目的，本发明的多孔的反式橡胶超细纤维无纺布材料的制备步骤为：