[发明专利]一种聚酰亚胺/聚氧化乙烯电缆型复合纳米纤维膜及其制备方法

说明书

本发明公开了一种聚酰亚胺/聚氧化乙烯电缆型复合纳米纤维膜及其制备方法，其中，该聚酰亚胺/聚氧化乙烯电缆型复合纳米纤维膜由含聚酰亚胺芯层和聚氧化乙烯皮层的电缆型复合纳米纤维形成。本发明将聚氧化乙烯作为壳层包围在聚酰亚胺的外层，不仅拥有聚酰亚胺的力学性能和高温稳定法等优点，更兼具了聚氧化乙烯的吸液和保液能力强、电导率高的优点，是一种很有前途的用于锂离子电池的凝胶聚合物电解质。

技术领域

本发明涉及一种聚酰亚胺/聚氧化乙烯电缆型复合纳米纤维膜及其制备方法，具体地，本发明涉及一种采用同轴静电纺丝技术制备可用于锂离子电池的聚酰亚胺/聚氧化乙烯电缆型复合纳米纤维膜及其制备方法。

背景技术

静电纺丝法是一种制备超细纤维的重要方法，早在1934年，Formhals就在美国专利申请1975504[P]中首次介绍了利用静电斥力获得聚合物纤丝的技术。近年来，随着纳米科技的发展，这一技术又重新得到人们的广泛关注。同轴静电纺丝技术的出现可以说是对静电纺丝技术更进一步深入研究的结果。

同轴静电纺丝技术制备纤维的过程：将互不相溶的两种纺丝溶液分别置于内外注射器中，在电场力作用下，纺丝喷头毛细管尖端的聚合物液体形成同轴Taylor锥。当场强达到几千甚至几万伏时，带电液体克服其表面张力而形成同轴射流。随着溶剂挥发、射流固化、在带相反电极的接收屏上形成超细纤维膜。在一定条件下，受静电斥力、库仑力和表面张力的共同作用，聚合物射流会沿着不稳定的螺旋轨迹弯曲运动，在几十毫秒内被牵伸千万倍，从而形成亚微米级至纳米级超细同轴纤维。

近年来，利用同轴静电纺丝技术制备复合纳米纤维的文献和专利申请有很多，例如：在文献[Tao Song et al.Chemical Physics Letters[J],2005,415:317]中，Song等采用同轴静电纺丝技术制备出了FePt磁粒子/PCL同轴纳米电缆。在专利申请CN103088442A中施丽君等人公开了采用同轴静电纺丝技术制备中空纤维的方法。在专利申请CN103102067A中刘力等人公开了一种采用同轴静电纺丝技术制备表面粗糙SiO₂纤维的方法。在专利申请CN101509153中莫秀梅等人公开了一种采用同轴静电纺丝技术制备壳-芯结构药物纳米纤维的方法。

其中，在专利申请CN102230257A中公开了一种同轴复合纳米纤维膜及制备方法应用，在该专利申请中采用的是含氟聚合物，存在着污染等缺陷。

因此，如何能提供一种新型绿色环保无污染且电导率高的电缆型复合纳米纤维膜还有待于进一步研究和亟待开发。

发明内容

本发明的目的在于现有技术中的用于锂离子电池的电缆型复合纳米纤维膜具有含氟等有毒聚合物以及电导率低的缺点，提供了一种聚酰亚胺/聚氧化乙烯电缆型复合纳米纤维膜及其制备方法。

本发明提供了一种聚酰亚胺/聚氧化乙烯电缆型复合纳米纤维膜，其中，该聚酰亚胺/聚氧化乙烯电缆型复合纳米纤维膜由含聚酰亚胺芯层和聚氧化乙烯皮层的电缆型复合纳米纤维形成。

本发明还提供了一种聚酰亚胺/聚氧化乙烯电缆型复合纳米纤维膜的制备方法，其中，该方法包括以下步骤：

（1）将作为内流体的聚酰胺酸溶液和作为外流体的聚氧化乙烯溶液通过同轴静电纺丝装置制备的聚酰胺酸/聚氧化乙烯电缆型复合纳米纤维，并将制备的聚酰胺酸/聚氧化乙烯电缆型复合纳米纤维收集在平板收丝器上；

（2）将平板收丝器上形成的膜烘干使溶剂去除，得到聚酰亚胺/聚氧化乙烯电缆型复合纳米纤维膜。