[发明专利]含铁聚合物复合纳米纤维及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合纳米纤维及制备方法，尤其是一种含铁聚合物复合纳米纤维及其制备方法。

背景技术

自1934年Formhals设计了第一套利用聚合物溶液在强电场下喷射进行纺丝加工的装置以来，到20世纪60年代，电纺丝开始被应用到纺织工业中，其主要用于生产各种聚合物纤维无纺布。然而，随着“纳米材料”这一概念的提出，科学家们发现，当纤维的直径达到纳米级时，将表现出与分子及体相不同的特殊性质，具有明显的表面效应、量子尺寸效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应，呈现出许多优良的物理和化学特性。为此，人们作了各种努力，试图通过电纺丝来获得纳米纤维，如在2009年1月7日公开的中国发明专利申请公布说明书CN 101338459A中披露的“一种有机和无机纳米混杂纤维的制备方法”。它意欲提供一种高表面积、高度分散的，材料性能稳定的纳米混杂纤维的制备方法。该方法在20～60℃水浴下，先将无机物混悬于二甲基乙酰胺或甲酸纺丝溶剂中，再向其中加入高分子聚合物，于200～450r/min下搅拌均匀，接着于20～60℃水浴条件下溶胀24小时后，冷却至室温得到均匀分散的纺丝原液，之后，先将纺丝原液经高压静电纺丝后，于常温下真空干燥24小时，再进行选择性后处理，制得功能纳米复合纤维。但是，这种制备方法及其制成品均存在着不足之处，首先，制成品纳米混杂纤维的含铁量几乎为零，只能用于制备给药系统、抗菌纺织品、物质分离等领域，而不能用于环境治理、碳材料的制备等领域；其次，制备方法既不能制得高含铁量的聚合物复合纳米纤维，又有着工艺繁杂，耗能、费时的缺陷。

发明内容

本发明要解决的技术问题为克服现有技术中的不足之处，提供一种含铁量高于5％的含铁聚合物复合纳米纤维。

本发明要解决的另一个技术问题为提供一种工艺简便，节能省时的含铁聚合物复合纳米纤维的制备方法。

为解决本发明的技术问题，所采用的技术方案为：含铁聚合物复合纳米纤维包括聚合物纳米纤维，特别是，

所述聚合物纳米纤维中复合有5～60％的铁，所述铁为可溶性铁盐；

所述复合有铁的聚合物纳米纤维的直径为10～1000nm。

作为含铁聚合物复合纳米纤维的进一步改进，所述的可溶性铁盐为氯化亚铁，或氯化铁，或硫酸铁，或硫酸亚铁，或硝酸铁，或硝酸亚铁，或醋酸亚铁，或柠檬酸亚铁，或柠檬酸铁，或氨基酸铁，或氨基酸亚铁，或上述一种以上的混合物；所述的聚合物为聚乳酸，或聚乙交酯，或聚对苯二甲酸丙二酯，或聚丙烯腈，或聚对苯二甲酸丁二酯，或聚萘二甲酸乙二酯，或聚己二酸丙二醇酯，或聚对苯二甲酸乙二醇酯，或聚己内酯，或聚丙交酯，或聚丙烯丁酯，或聚丙烯甲酯，或聚甲基丙烯酸酯，或聚甲基丙烯酸聚丙烯酸丁酯，或聚己二酸己二胺，或聚氨酯，或聚醋酸乙烯酯，或聚乙烯醇缩丁醛，或硝酸纤维素，或醋酸纤维素，或甲基纤维素，或乙基纤维素，或羧甲基纤维素，或聚阴离子纤维素，或上述一种以上的混合物。

为解决本发明的另一个技术问题，所采用的另一个技术方案为：含铁聚合物复合纳米纤维的制备方法采用静电纺丝法，特别是完成步骤如下：

步骤1，先将可溶性铁盐、浓度为1～60％的聚合物溶液、抑制剂和稳定剂按照重量比为1～9∶1～20∶0.0001～5∶0.001～0.01的比例相混合，得到混合溶液，再将混合溶液置于压力为0.01～0.1MPa中搅拌均匀，得到纺丝液；

步骤2，将纺丝液置于静电纺丝机上进行纺丝，制得含铁聚合物复合纳米纤维。