[发明专利]一种聚丙烯腈纳米纤维膜/热塑性聚氨酯复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种聚丙烯腈纳米纤维膜/热塑性聚氨酯复合材料，其特征在于：

(1)该复合材料是由聚丙烯腈纳米纤维膜和热塑性聚氨酯两种材料构成；

(2)该复合材料具有氰基:-C≡N；

(3)该复合材料具有酰胺基：

(4)该复合材料的物理化学性质：外观磨砂半透明薄片，可溶于丙酮、丁酮、甲苯、二甲苯、环己酮或氯仿；难溶于无水乙醇、石油醚或水；厚度为0.27～0.42mm、密度为1.115～1.184g/cm³，熔点为180～240℃；

所述的聚丙烯腈纳米纤维膜/热塑性聚氨酯复合材料的制备方法包括以下步骤：

(1)将聚丙烯腈加入到溶剂N,N-二甲基甲酰胺中，混合搅拌得到聚丙烯腈溶液；聚丙烯腈溶液中聚丙烯腈的质量百分比为8％～20％；

(2)将步骤(1)得到的聚丙烯腈溶液采用静电纺丝方法制备得到聚丙烯腈纳米纤维膜；所述静电纺丝参数为：电压8～30KV，纺丝距离为8～25cm，滚筒速度为0～2500rpm，喷头速率为0.20～0.85ml/h；静电纺丝制备的纤维直径为100nm～1.2um；

(3)将热塑性聚氨酯溶解在有机溶剂中，得到质量浓度为4～12％的热塑性聚氨酯溶液；

(4)以步骤(2)得到的聚丙烯腈纳米纤维膜浸渍于步骤(3)得到的热塑性聚氨酯溶液中，待溶剂挥发后即得到聚丙烯腈纳米纤维膜/热塑性聚氨酯复合材料；所述聚丙烯腈纳米纤维膜在聚丙烯腈纳米纤维膜/热塑性聚氨酯复合材料中质量百分比为1.9～15.5％。

2.一种如权利要求1所述的聚丙烯腈纳米纤维膜/热塑性聚氨酯复合材料的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

(1)将聚丙烯腈加入到溶剂N,N-二甲基甲酰胺中，混合搅拌得到聚丙烯腈溶液；聚丙烯腈溶液中聚丙烯腈的质量百分比为8％～20％；

(2)将步骤(1)得到的聚丙烯腈溶液采用静电纺丝方法制备得到聚丙烯腈纳米纤维膜；所述静电纺丝参数为：电压8～30KV，纺丝距离为8～25cm，滚筒速度为0～2500rpm，喷头速率为0.20～0.85ml/h；静电纺丝制备的纤维直径为100nm～1.2um；

(3)将热塑性聚氨酯溶解在有机溶剂中，得到质量浓度为4～12％的热塑性聚氨酯溶液；

(4)以步骤(2)得到的聚丙烯腈纳米纤维膜浸渍于步骤(3)得到的热塑性聚氨酯溶液中，待溶剂挥发后即得到聚丙烯腈纳米纤维膜/热塑性聚氨酯复合材料；所述聚丙烯腈纳米纤维膜在聚丙烯腈纳米纤维膜/热塑性聚氨酯复合材料中质量百分比为1.9～15.5％。

3.根据权利要求2所述的一种聚丙烯腈纳米纤维膜/热塑性聚氨酯复合材料的制备方法，其特征在于，所述的聚丙烯腈分子量为50000～150000。

4.根据权利要求2所述的一种聚丙烯腈纳米纤维膜/热塑性聚氨酯复合材料的制备方法，其特征在于，所述的有机溶剂包括丙酮、丁酮、甲苯、二甲苯、环己酮、氯仿溶剂中的一种或两种以上的混合。

5.根据权利要求2所述的一种聚丙烯腈纳米纤维膜/热塑性聚氨酯复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)的溶解温度为180～240℃，同时进行回流搅拌5～8h得到热塑性聚氨酯溶液；当有机溶剂为两种以上混合时，溶剂按照质量均等的比例混合。

6.根据权利要求5所述的一种聚丙烯腈纳米纤维膜/热塑性聚氨酯复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(4)的具体步骤为:待热塑性聚氨酯溶液温度降到120～180℃时，倒入模具中；先倒入热塑性聚氨酯溶液的量占模具体积的一半，再将聚丙烯腈纳米纤维膜置于溶液表面，最后再加热塑性聚氨酯溶液直至溶液表面与模具相平；在40℃下放置8～24h，得到聚丙烯腈纳米纤维膜/热塑性聚氨酯复合材料。

7.根据权利要求2所述的一种聚丙烯腈纳米纤维膜/热塑性聚氨酯复合材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤(1)中，溶解聚丙烯腈时的温度为20～70℃，搅拌时间为4～12h。