[发明专利]一种化学气相沉积法制备聚对二甲苯纳米纤维的方法

说明书

本发明公开了一种化学气相沉积法制备聚对二甲苯纳米纤维的方法，属材料技术领域。本发明采用化学气相沉积技术，以聚对二甲苯为前驱体，以向列型液晶为模板，通过气相沉积聚合反应成功制备了聚对二甲苯纳米纤维，该制备方法具有纤维自身的尺寸、形貌、组成可控的特点，避免了传统静电纺丝法制备纤维存在溶剂后处理问题，环境污染严重等缺点，所得可应用于药物释放体系、组织工程、微流体装置等，具有很高的应用价值。

技术领域

本发明属于材料技术领域，涉及聚合物纳米纤维的制备，具体涉及一种化学气相沉积法制备聚对二甲苯纳米纤维的方法。

背景技术

近年来，聚合物纳米纤维以其超高的比表面积、良好的柔性和延展性等独特优势，在众多领域如纳米传感器、组织工程支架、过滤介质、药物传输、人造血管、生物芯片、军用防护服、光学和复合材料等表现出极强的生命力，并成为高分子材料、生物医药等领域的研究热点。目前，聚合物纳米纤维的研究热点主要集中在生物医学领域，可以用作功能性膜、细胞支架、仿生材料、细胞载体等。

常见的纳米纤维的制备方法主要有拉伸法、模板合成、微相分离、自组装和静电纺丝等。其中，静电纺丝法具有操作简单、应用范围广等优点而被广泛使用。该方法制备得到的纤维具有很多优点，如较大的比表面积、较高的孔隙率、孔径的分布范围广，其形态结构也与天然的细胞间质类似等特点。然而，静电纺丝法主要针对溶液纺丝体系，生产效率较低，且量产问题需要解决。熔融静电纺丝法不受溶剂的限制，但由于熔融聚合物的高粘度，该方法制备出的纤维直径很难小于500nm，其他一些方法也存在一定的缺点。目前，纳米纤维种类有限、纤维的功能化改性技术尚不成熟。因此，开发合成聚合物纳米纤维的新技术以及对其进行功能化改性的是聚合物纳米纤维的发展方向。

聚对二甲苯(PPX)，是一种无支链、高度结晶，具有独特的聚二甲撑苯撑结构的热塑性高分子材料。它具有高纯、致密、有极其良好的电绝缘性、耐热性、耐候性以及化学稳定性。Parylene一般作为敷形涂层材料，涂层厚度均匀可控、致密无针孔、透明无应力、不含助剂等优点，目前主要采用化学气相沉积聚合(CVD)法来制备。然而，聚对二甲苯不溶于许多溶剂，不能用作以溶剂为基础的涂层，也不能用溶液来使其形成薄膜或者纤维，目前在工业上的应用受到了传统制造技术的阻碍。因此，寻找开发新型、简单高效、环境友好的纳米纤维制备技术十分必要。

发明内容

为了解决传统纤维制造技术存在的生产效率较低，且存在溶剂后处理、环境污染的问题，本发明提供了一种简单、高效、温和条件下制备聚合物纳米纤维的方法，该方法克服了传统纤维制备方法的溶剂后处理问题，且发明反应条件简单，反应过程温和迅速，且形貌可控。

为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现：

一种化学气相沉积法制备聚对二甲苯纳米纤维的方法，包括以下步骤：

以对二甲苯二聚体或其衍生物作为前驱体，置于CVD升华区，将向列型液晶置于带有铜网的载物片上，并将其放置在沉积室样品台上；

设置裂解腔目标温度500～550℃，同时将体系保持在相对较低的真空度下，待沉积区温度达到设定温度后，提高真空度，达到0.08Torr以上时，在沉积速率下，开始进行CVD聚合，样品台的温度为-10～20℃；

CVD反应结束后，将有CVD涂层的载物片用溶剂浸泡除去残留的液晶，自然烘干后得到聚对二甲苯纳米纤维。

所述的向列型液晶为E7、TL205或5CB。

所述的前驱体为对二甲苯二聚体、4-羟甲基-对二甲苯二聚体及4-乙炔基-对二甲苯二聚体中的一种或几种。

所述的溶剂选用无水乙醇、丙酮或己烷，优选无水乙醇。

所述的裂解温度为530℃，样品台温度-10℃，沉积速率

所述的载物片为硅基体载物片、金基体载物片或玻璃片，优选玻璃片。