[发明专利]一种聚偏氟乙烯纳米纤维无纺布的制备方法

说明书

本发明公开了一种聚偏氟乙烯纳米纤维无纺布的制备方法，包括以下步骤：(1)原料干燥；(2)利用双螺杆造粒机制备聚偏氟乙烯/水溶性聚氧化乙烯混合粒料；(3)利用单螺杆挤出机对混合粒料进行狭缝挤出‑热拉伸制备聚偏氟乙烯/水溶性聚氧化乙烯样条；(4)去除水溶性聚氧化乙烯基体相；(5)对剩下的聚偏氟乙烯纤维进行过滤、压制及干燥即可得到聚偏氟乙烯纳米纤维无纺布。本发明有益效果：制备的聚偏氟乙烯纤维直径范围为50‑2000nm，制备方法高效，工艺简单，通过传统的高分子加工即可实现，容易实现大批量生产；制备过程中不需要使用有机溶剂，洗液可通过溶剂蒸发回收实现重复利用，绿色环保。

技术领域

本发明涉及微纳纤维及其制备领域，特别涉及一种聚偏氟乙烯纳米纤维无纺布的制备方法，通过对不相容共混物进行造粒、挤出-热拉伸、水溶去基体等步骤来制备。

背景技术

纳米纤维无纺布具有基重小、比表面积大、孔隙率高、孔径小以及表面易功能化等优点，在液体和空气过滤领域具有广泛的应用(Journal of Membrane Science,2006,281:581-586)。聚偏氟乙烯是一种结晶性含氟聚合物材料，具有良好的热稳定性和化学稳定性、机械强度高和耐腐蚀等优点，聚偏氟乙烯纤维无纺布广泛应用于膜分离领域，尤其适用于有机溶剂体系的过滤(Journal of Membrane Science,2013,425:30-39)。

目前，聚偏氟乙烯纳米纤维无纺布的大批量生产仍没有成熟的技术。静电纺丝是目前制备聚偏氟乙烯纳米纤维无纺布的主要技术(Journal of Membrane Science,2013,440:77-87)。然而，静电纺丝技术的实现需要提供数千伏的高压电流，使得聚偏氟乙烯液滴克服表面张力，形成超细射流，经过溶剂挥发，在收集板上以无纺布形式沉积下来。由于静电纺丝的聚偏氟乙烯需要溶于溶剂，这样一方面会造成环境污染，另一方面聚偏氟乙烯纺丝液的浓度受到一定限制，生产效率低，限制了聚偏氟乙烯纳米纤维无纺布的大规模生产(Journal of Membrane Science,2014,454:133-143；Journal of Membrane Science,2013,433:167-179；Journal of Membrane Science,2012,394:209-217)。

除静电纺丝外，熔喷法也是制备聚合物纳米纤维无纺布一种常用的方法，其不受溶剂的限制，依靠高速高温气流喷吹或其它手段使熔融挤出的聚合物熔体受到极大的拉伸作用形成纤维，进而经自黏合加固形成纳米纤维无纺布(Composites.Part B,Engineering,2011,42:11-17)。但采用熔喷法制备聚偏氟乙烯纳米纤维无纺布受到一定限制(Journal of Applied Polymer Science,2013,129:2699-2706；Journal of AppliedPolymer Science,2007,106:1793-1799；Journal of Applied Polymer Science,2011,120:21-35)。一方面，熔喷法获得的纤维直径较粗，多为2–4μm之间，这主要是由于熔体粘度大，射流困难，熔体离开模头极易出现大的温度降，射流固化；另一方面，聚偏氟乙烯不同于聚乙烯和聚丙烯等聚合物材料，其分子链中有氟元素的存在，成纤性能较差，不利于喷丝拉伸比的提高，并且容易断丝(Marcomolecules,1999,32:8121-8132)。

因此，需要研究简单高效，更适用于实际生成偏氟乙烯纳米纤维无纺布的方法。

发明内容