[发明专利]双组份反应固化式无溶剂电纺微纳米纤维及其制备方法

说明书

本发明公开了一种双组份反应固化式无溶剂电纺微纳米纤维及其制备方法，该方法包括以下步骤：(1)配置氧化组分纺丝前驱液：该液体包含乙烯基活性单体、增韧树脂和氧化成分；(2)配置还原组分纺丝前驱液：该液体包含乙烯基活性单体、增韧树脂和还原成分；(3)装配电纺装置：电纺装置包括储液针管，储液针管内部腔体被竖直设置的隔板分为左、右两个溶液腔，溶液腔底部的出液嘴与反应器的上端口套接，反应器的下端口与金属针头的上端口套接；(4)无溶剂电纺微纳米纤维：将氧化组分纺丝前驱液和还原组分纺丝前驱液分别注入一个溶液腔中，进行静电纺丝，在收集极上收集固化好的微纳米纤维。该制备方法简单，溶剂利用率高，具有很好的应用前景。

技术领域

本发明属于纳米材料领域，具体涉及一种双组份反应固化式无溶剂电纺微纳米纤维及其制备方法。

背景技术

静电纺丝技术是一种简单有效制备均匀连续一维微纳米纤维的方法。目前通过静电纺丝技术，成百上千种聚合物被制备成微纳米纤维。但是这些电纺纤维的制备大多来自于溶液静电纺丝，即聚合物的溶液在高压静电场中拉伸、细化最终溶剂挥发形成纤维。溶液电纺制备的电纺纤维直径细，连续性好且形貌可控。但是纺丝溶液的配置一般需要使用大量有机溶剂，这些有机溶剂在整个溶液中的占比超过80％，而在电纺过程中，这些有机溶剂全部挥发不参与成纤。挥发的有机溶剂如不回收，将对周围环境造成严重污染。因此有机溶剂的回收问题是制约溶液静电纺丝工业化的关键因素之一。为避免溶剂挥发的问题，无溶剂静电纺丝技术成为了新的选择。目前无溶剂电纺的主流是熔体电纺，该方法完全不使用溶剂，不存在溶剂挥发的问题。但是电纺过程中需要对聚合物加热使之成为熔体，加热装置较为复杂，且电加热容易与高压电源产生电磁干扰，影响纺丝的顺利进行。因此急需一种容易实现的无溶剂静电纺丝制备微纳米纤维的方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术缺陷，提供一种双组份反应固化式无溶剂电纺微纳米纤维及其制备方法，拓展无溶剂电纺的应用领域，该制备方法简单，对实验条件要求低，且溶剂的利用率达到90％以上，具有很好的应用前景。

为了解决上述问题，本发明提供了一种双组份反应固化式无溶剂电纺微纳米纤维的制备方法，包括以下步骤：

1)配置氧化组分纺丝前驱液：将原料混合均匀配置氧化组分纺丝前驱液，所述氧化组分纺丝前驱液包含乙烯基活性单体、增韧树脂和氧化成分；

2)配置还原组分纺丝前驱液：将原料混合均匀配置还原组分纺丝前驱液，所述氧化组分纺丝前驱液包含乙烯基活性单体、增韧树脂和还原成分；

3)装配电纺装置：所述电纺装置包括储液针管，所述的储液针管包括针管外壳、推液机构和出液嘴，针管外壳的内部腔体被竖直设置的隔板分为左、右两个溶液腔，所述的溶液腔底部均设置有出液口，所述的出液口连通溶液腔和设置于针管外壳底部的出液嘴，出液嘴与反应器的上端口套接，所述的反应器能促进两个出液口流出的液体混合反应，反应器的下端口与金属针头的上端口套接，所述的金属针头通过导线电连接高压电源的正极，所述的高压电源的负极通过导线电连接电纺装置的收集极，所述的收集极设置于金属针头的下端口的正下方，所述的推液机构包括分别置于两个溶液腔内的活塞，活塞的外表面套有橡胶套，两个所述活塞的上端均安装有推杆，两个推杆的上端均安装有一个推把，所述的推把连接推动推液机构的驱动机构；

4)无溶剂电纺微纳米纤维：将步骤1)配制的氧化组分纺丝前驱液注入步骤3)装配的电纺装置的一个溶液腔中，将步骤2)配制的还原组分纺丝前驱液分别注入步骤3)装配的电纺装置的另一个溶液腔中，调节金属针头的下端口与收集极之间的纺丝距离，打开高压电源设置纺丝电压，启动推动推液机构的驱动机构，设置氧化组分纺丝前驱液的溶液腔的出液速率和还原组分纺丝前驱液的溶液腔的出液速率，进行静电纺丝，在收集极上收集固化好的微纳米纤维。