[发明专利]一种聚酰亚胺纳米纤维海绵及其制备方法

说明书

本发明属于纳米纤维材料技术领域，公开了一种聚酰亚胺纳米纤维海绵及其制备方法。本发明中聚酰亚胺纳米纤维海绵的制备方法包括：将助纺剂溶于溶剂中，制得助纺剂溶液；将聚酰胺酸溶液与所述助纺剂溶液混合，制得聚酰胺酸前躯体纺丝液；将所述的聚酰胺酸前驱体纺丝液进行气纺丝，制得聚酰胺酸纳米纤维海绵；热处理所述聚酰胺酸纳米纤维海绵，制得聚酰亚胺纳米纤维海绵。利用该法制备的聚酰亚胺纳米纤维海绵耐高温，具有疏水性和高吸油性，可以满足海上溢油清理的需求，且该制备方法可以用于纳米纤维的大规模生产。

技术领域

本发明属于纳米纤维材料技术领域，具体涉及一种聚酰亚胺纳米纤维海绵及其制备方法。

背景技术

随着工业的生产，含油污废水、废液的排放，海上油污泄露等对地球生物的生存造成了极大威胁。当大量石油倾泻在海面上，会在海面形成厚厚的油膜隔绝空气，使得水体缺氧，附近海域内的生物缺氧死亡；同时油膜会影响大气与海水之间的气体交换，导致海洋生态环境严重失衡；另外，复杂的洋流环境和频繁的海上风浪，使得海上溢油很容易飘到海岸上，对周边的浅海养殖、盐田生产等造成污染，影响附近居民的生产生活，迫使人类亟需开发优良的吸油材料。

良好的油污吸附材料，具有疏水性和亲油性，高吸油量、成本低且可以在水面稳定漂浮等特点，但是传统的吸油材料存在各种各样的问题：吸油性能较低、材料成本高、浮力性质差、吸油的同时也吸水。因此，对高效、环保的有机吸油材料的研究具有十分重要的意义。

发明内容

本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种聚酰亚胺纳米纤维海绵的制备方法，利用该法制备的聚酰亚胺纳米纤维海绵耐高温，具有疏水性和高吸油性，可以满足海上溢油清理的需求，且该制备方法可以用于纳米纤维的大规模生产。

本发明还提出一种采用上述制备方法制备的聚酰亚胺纳米纤维海绵。

根据本发明的一个方面，提出了一种聚酰亚胺纳米纤维海绵的制备方法，包括以下步骤：

S1：将助纺剂溶于溶剂中，制得助纺剂溶液；将聚酰胺酸溶液与所述助纺剂溶液混合，制得聚酰胺酸前躯体纺丝液；

S2：将所述的聚酰胺酸前驱体纺丝液进行气纺丝，制得聚酰胺酸纳米纤维海绵；

S3：热处理所述聚酰胺酸纳米纤维海绵，制得聚酰亚胺纳米纤维海绵。

根据本发明的一种优选的实施方式，至少具有以下有益效果：

1.由于助纺剂的溶解需要加热，聚酰胺酸溶液的制备需要在冰水浴的条件下进行，故将助纺剂溶于溶剂后再与聚酰胺酸溶液进行混合，可以改善溶解效果，同时也可以加快整个聚酰胺酸前驱体纺丝液的制备过程。

2.采用上述方法制备的聚酰亚胺纳米纤维海绵耐高温，具有疏水性和高吸油性，并且可以通过机械挤压或燃烧的方式达到循环再利用的目的，可以满足海上溢油吸油的需求。

3.操作简便，材料成本低，可用于大规模生产聚酰亚胺纳米纤维海绵。

在本发明的一些实施方式中，步骤S1所述的助纺剂采用聚合物助纺剂，包括聚氧化乙烯(PEO)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)中的至少一种。

在本发明的一些实施方式中，步骤S1所述的溶剂包括N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基乙酰胺(DMAc)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)中的至少一种。

在本发明的一些实施方式中，步骤S1中所述溶剂的选择受所述助纺剂种类的限制。

在本发明的一些优选的实施方式中，步骤S1所述助纺剂选用30W分子量的PEO，所述溶剂选用DMF。

在本发明的一些实施方式中，步骤S1所述助纺剂溶液中，助纺剂的质量分数为0.5％～30％。