一種功能性aopan納米纖維及其制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種功能性AOPAN納米纖維及其制備方法，利用原子自由基聚合技術(shù)在AOPAN納米纖維表面上接枝甲基丙烯酸羥乙基酯(HEMA)分子刷，制得的功能性納米纖維形態(tài)穩(wěn)定，孔隙率高，比表面積大，表面含有大量活性基團(tuán)；制備方法簡(jiǎn)化了反應(yīng)的催化體系，反應(yīng)時(shí)間短。
【專(zhuān)利說(shuō)明】—種功能性AOPAN納米纖維及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及納米材料制備【技術(shù)領(lǐng)域】,具體涉及一種功能性AOPAN納米纖維及其制
備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]利用含有功能性基團(tuán)的高聚物為基體，通過(guò)分子設(shè)計(jì)，合成具有特定化學(xué)結(jié)構(gòu)的功能性高分子材料一直是材料科學(xué)的研究重點(diǎn)。原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ATRP)利用過(guò)渡金屬離子與給電子配體形成催化體系，通過(guò)自由基的引發(fā)，功能性單體聚合制備特定的高分子材料，是一種反應(yīng)條件溫和，操作相對(duì)簡(jiǎn)便的新型合成技術(shù)。
[0003]利用ATRP技術(shù)接枝HEMA分子刷需要基體表面具有羥基等活性基團(tuán)作為引發(fā)位點(diǎn)，當(dāng)前此類(lèi)改性都是以常規(guī)尺度的纖維素纖維、紙張等作為基體，此類(lèi)基體比表面積小，可提供引發(fā)和接枝的活性位點(diǎn)少。納米纖維具有很大的比表面積，但纖維素基的納米纖維制備工藝尚不成熟；表面富含羥基的聚乙烯醇(PVA)納米纖維雖然容易制備，且具有較大的比表面積，但該基體在接枝反應(yīng)過(guò)程中，形態(tài)結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，甚至于完全失去納米纖維形態(tài)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種功能性AOPAN納米纖維及其制備方法，本發(fā)明利用原子自由基聚合技術(shù)在AOPAN納米纖維表面上接枝甲基丙烯酸羥乙基酯(HEMA)分子刷，制得的功能性納米纖維形態(tài)穩(wěn)定，孔隙率高，比表面積大，表面含有大量活性基團(tuán)；制備方法簡(jiǎn)化了反應(yīng)的催化體系，反應(yīng)時(shí)間短。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種功能性AOPAN納米纖維，由AOPAN納米纖維表面接枝甲基丙烯酸羥乙基酯(HEMA)分子刷構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)示意式為:
[0007]
【權(quán)利要求】
1.一種功能性AOPAN納米纖維，由AOPAN納米纖維表面接枝甲基丙烯酸羥乙基酯分子刷構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)示意式為:
2.一種功能性AOPAN納米纖維的制備方法，步驟包括: AJfAOPAN納米纖維在四氫呋喃中浸潰5min以上，然后加入2-溴-2-甲基丙酰溴和三乙胺，混合均勻后30-40°C水浴加熱3-4h，將反應(yīng)后的AOPAN納米纖維分別用四氫呋喃和水洗滌，真空干燥，制得自由基引發(fā)的AOPAN納米纖維； B、將CuCl倒入以體積比0.3-0.5:24的比例混合后冷凍除氧的1，I, 4，7，10，10-六甲基三乙烯四胺和N，N-二甲基甲酰胺混合物中，攪拌混勻，然后加入冷凍除氧后的甲基丙烯酸羥乙基酯制得混合溶液； 所述除氧方法為將裝有1，1,4, 7，10，10-六甲基三乙烯四胺和N，N-二甲基甲酰胺混合物的容器以及裝有甲基丙烯酸羥乙基酯的容器用液氮冷凍5min以上，然后將冷凍后的容器在抽真空的手套箱中解凍，重復(fù)冷凍和解凍過(guò)程2次以上。 C、將步驟A制得的自由基引發(fā)的AOPAN納米纖維放入步驟B制得的混合溶液中，反應(yīng)40-60min后，將納米纖維取出用無(wú)水乙醇清洗干凈，晾干制得功能性AOPAN納米纖維。
3.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于:所述步驟A中AOPAN納米纖維、2-溴-2-甲基丙酰溴和三乙胺在四氫呋喃中的濃度分別為0.3-0.5g/50mL、55-65 μ L/50mL、70 μ L/50mL。
4.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于:所述步驟B中所述CuCl、N，N-二甲基甲酰胺、甲基丙烯酸羥乙基酯的比例為0.08-0.1g:24mL:24mL。
5.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于:所述步驟C中所述步驟A制得的自由基引發(fā)的AOPAN納米纖維和步驟B制得的混合溶液中的N，N- 二甲基甲酰胺的比例為0.3-0.5g:24mL。
6.如權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于:所述步驟A中AOPAN納米纖維通過(guò)下述方法制備: a、將聚丙烯腈粉末溶于N，N-二甲基甲酰胺中，制得質(zhì)量百分比為10-12%的溶液，將溶液進(jìn)行高壓靜電紡絲，制得PAN納米纖維；紡絲工藝參數(shù)設(shè)置為:紡絲速度0.4-0.6mL/min，噴絲針頭與鋁箔接收板距離15-17cm，紡絲靜電壓為18_20kV，接收時(shí)間為22_26h ； b、將PAN納米纖維在濃度為0.5mmol/L、pH為5.5-6.5、溫度為68_70°C的鹽酸羥胺溶液中浸泡120-150min，用去離子水清洗3-5次，在40°C真空干燥120min，制得AOPAN納米纖維；所述PAN納米纖維在鹽酸羥胺溶液中的濃度為10g/L。
【文檔編號(hào)】D06M15/263GK103966851SQ201410218848
【公開(kāi)日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年5月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月22日
【發(fā)明者】鳳權(quán), 魏安靜, 馮浩, 侯大寅, 闞清華 申請(qǐng)人:安徽工程大學(xué)