本發(fā)明涉及一種防水膜材料的制備方法、其產(chǎn)品及用途。
背景技術(shù):
潤濕性是液體在固體表面的一個重要性質(zhì),通常把水在固體表面的靜態(tài)接觸角大于90°的表面稱為防水表面。研究人員通過對自然界中存在的多種防水物質(zhì),如荷葉、鴨毛、蝴蝶翅膀等關(guān)注和研究制備了多種仿生防水材料,在服裝面料、防污/防霧/抗冰涂層、電池隔膜、生物傳感器等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用價值。防水表面的構(gòu)筑主要有兩種途徑:一是使用低表面能物質(zhì)修飾粗糙表面;二是在疏水材料表面構(gòu)建微/納米粗糙結(jié)構(gòu)。
目前報道的防水材料的制備工藝主要有模板法、溶膠-凝膠法、層層自組裝法、物理或化學(xué)氣相沉積法、輻射接枝法等。但是大多數(shù)方法都存在工藝過于復(fù)雜、所用設(shè)備或者原料比較昂貴、反應(yīng)條件較苛刻等缺點,成為制約防水技術(shù)在日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中推廣應(yīng)用的主要因素。
靜電紡絲技術(shù)是近年來逐步發(fā)展起來的制備微/納米結(jié)構(gòu)表面的一種非常重要的方法,其是通過向聚合物溶液施加高壓電場使帶電荷的高分子溶液或熔體在靜電場中流動或變形,拉伸成絲,然后經(jīng)溶劑揮發(fā)或熔體冷卻固化得到纖維膜材料。通過靜電紡絲法制備的防水纖維尺寸分布在微米、亞微米、納米級范圍,比表面積大,孔隙率較高,從而使纖維與灰塵或油污可接觸的次數(shù)增多,因而具有極強(qiáng)的防水功能,可廣泛應(yīng)用于防污涂層、防雨/雪材料、微流體、無損失液體傳輸?shù)阮I(lǐng)域。但是目前報道的通過靜電紡絲技術(shù)制備的防水表面其機(jī)械強(qiáng)度較差,抗污涂層使用壽命較短,成為限制其實際應(yīng)用的主要因素。同時為了滿足工業(yè)和生活應(yīng)用的多樣化需求,制備多功能性和智能型的高分子復(fù)合材料已經(jīng)成為未來材料發(fā)展的趨勢。
綜上所述,開發(fā)出工藝簡單、制備條件溫和、成本低、生產(chǎn)效率高、適 合工業(yè)化生產(chǎn)的防水膜材料的制備方法,及纖維尺寸可控、比表面積大、疏水性能優(yōu)異、機(jī)械強(qiáng)度高、使用壽命長、便于使用且用途廣泛的防水膜材料是本領(lǐng)域亟待解決的問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中防水膜材料的制備方法工藝過于復(fù)雜、所用設(shè)備或者原料比較昂貴、反應(yīng)條件較苛刻等缺陷,以及現(xiàn)有技術(shù)中防水膜材料機(jī)械強(qiáng)度低、使用壽命短、使用不方便、用途局限性大等缺陷,而提供了一種防水膜材料的制備方法、其產(chǎn)品及用途。本發(fā)明的制備方法工藝簡單、制備條件溫和、成本低、生產(chǎn)效率高、適合工業(yè)化生產(chǎn);制備出的防水膜材料,纖維尺寸可控、比表面積大、疏水性能優(yōu)異、機(jī)械強(qiáng)度高、使用壽命長、便于使用且用途廣泛。
本發(fā)明提供了一種防水膜材料的制備方法,其包括如下步驟:將紡絲液A和紡絲液B進(jìn)行靜電紡絲,即可;所述的靜電紡絲的方法為混紡;所述紡絲液A是熱熔膠溶解在有機(jī)溶劑A中所得的溶液;所述紡絲液B是疏水聚合物溶解在有機(jī)溶劑B中所得的溶液;所述的熱熔膠的熔點低于所述的疏水聚合物的熔點;所述紡絲液A中熱熔膠的濃度為1wt%~30wt%;所述紡絲液B中疏水聚合物的濃度為1wt%~30wt%;所述疏水聚合物為聚偏氟乙烯(PVDF)、尼龍6(PA 6)、聚砜(PSF)、聚醚砜(PES)、聚醚醚酮(PEEK)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和聚丙烯腈(PAN)中的一種或多種。
所述熱熔膠可為本領(lǐng)域各種常規(guī)熱熔膠,在本領(lǐng)域,常規(guī)熱熔膠一般具有如下特點:(1)加熱后具有粘度;(2)粘結(jié)快,可以在幾秒至幾十秒內(nèi)完成;(3)適用范圍廣,可粘結(jié)多種基材;(4)可以進(jìn)行重復(fù)粘接,即剝離后可以重新加熱進(jìn)行二次粘接。
較佳地,所述熱熔膠為聚醋酸乙烯酯(PVAc)型熱熔膠、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)型熱熔膠、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(EEA)型熱熔膠、聚氨酯(PU)型熱熔膠、聚酰胺樹脂(PA)型熱熔膠和聚對苯二甲酸乙二酯(PET) 型熱熔膠中的一種或多種。
較佳地,所述熱熔膠的熔點為50℃~200℃;更佳地為50℃~150℃。
較佳地,所述熱熔膠的重均分子量(Mw)為5萬~60萬;更佳地,為20萬~45萬,例如25萬~30萬。
所述疏水聚合物在靜電紡絲后一般具有一定機(jī)械強(qiáng)度,如具有一定的斷裂拉伸強(qiáng)度。
較佳地,所述疏水聚合物的熔點為100℃~300℃;更佳地為150℃~300℃。
較佳地,所述疏水聚合物的重均分子量(Mw)為10萬~60萬;更佳地,為20萬~40萬,例如22萬、30萬、35萬。
所述有機(jī)溶劑A和所述有機(jī)溶劑B可各自獨立地為本領(lǐng)域各種常規(guī)有機(jī)溶劑。
較佳地,所述有機(jī)溶劑A和所述有機(jī)溶劑B各自獨立地為N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N-二甲基乙酰胺(DEF)、四氫呋喃(THF)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二氯甲烷、二氯乙烷、三氯甲烷、丙酮、苯和甲苯中的一種或多種。
較佳地,所述紡絲液A中熱熔膠的濃度為7.5wt%~25wt%;例如10wt%~25wt%,或12.5wt%~15wt%。
較佳地,所述紡絲液B中疏水聚合物的濃度為5wt%~20wt%,例如10wt%~15wt%。
較佳地,所述的溶解還包括加熱、攪拌和超聲處理中的一種或多種使溶解。較佳地,所述的加熱的溫度為50℃~80℃;更佳地為60℃~70℃。較佳地,所述的加熱的時間為12h~80h;更佳地為24h~50h,例如30h~48h。較佳地,所述的攪拌使溶解中的攪拌為磁力攪拌。較佳地,所述磁力攪拌的轉(zhuǎn)速為200轉(zhuǎn)/分~300轉(zhuǎn)/分。較佳地,所述磁力攪拌的時間為30~50分鐘。較佳地,所述超聲處理時的超聲波頻率為100kHz。較佳地,所述超聲處理時的超聲波功率為180W。
較佳地,所述靜電紡絲的溫度為10℃~30℃。
較佳地,所述靜電紡絲的濕度為20%~50%。
較佳地,所述靜電紡絲中,注射速度為0.2mL/h~3.0mL/h,例如0.25mL/h~0.5mL/h,0.6mL/h~0.75mL/h,0.8mL/h~1.25mL/h。
較佳地,所述靜電紡絲中,接收距離10cm~25cm,例如15cm~20cm。
較佳地,所述靜電紡絲中,高壓電源的電壓為10kV~50kV,例如12.5kV~20kV,15kV~20kV。
較佳地,所述靜電紡絲中,靜電紡絲設(shè)備的噴頭數(shù)為2~10個;更佳地為2個。
較佳地,所述靜電紡絲中,靜電紡絲設(shè)備的噴頭內(nèi)徑為0.6mm~1.6mm,例如0.7mm~1.0mm,或者0.8mm~0.9mm。
較佳地,所述靜電紡絲中,靜電紡絲設(shè)備的噴頭轉(zhuǎn)速為100rpm~1000rpm,例如150rpm~400rpm,250rpm~350rpm,300rpm~350rpm。
較佳地,所述靜電紡絲中,靜電紡絲設(shè)備的噴頭移動速度為0.1m/min~5.0m/min,例如1.0m/min~2.0m/min,1.2m/min~1.5m/min。
較佳地,所述靜電紡絲中,所制得的膜的接收裝置為鋁箔、銅網(wǎng)、織物、導(dǎo)電卡紙和無紡布中的一種或多種。
本發(fā)明還提供了一種由所述防水膜材料的制備方法所制得的防水膜材料。
本發(fā)明還提供了一種所述防水膜材料的用途,即其可用于基質(zhì)表面的防水保護(hù)或自清潔保護(hù);所述防水保護(hù)或自清潔保護(hù)的方法為將所述防水膜材料加熱粘貼在所述基質(zhì)表面上;所述加熱的溫度為介于所述熱熔膠和所述疏水聚合物的熔點之間。
較佳地,所述基質(zhì)為金屬、塑料、玻璃、陶瓷、紙張、木板或紡織物。
較佳地,所述加熱的方法為采用電熨斗、電吹風(fēng)、恒溫?zé)崤_、烘箱和恒溫箱中的一種或多種進(jìn)行加熱。
一般地,按照本領(lǐng)域常識,若所述加熱的方法中含有采用恒溫?zé)崤_的加熱方式時,基材置于恒溫?zé)崤_和膜材料之間,即加熱熱源來自與基材相粘貼 的膜材料的那一面的方向;若所述加熱的方法中含有采用電熨斗和/或電吹風(fēng)的加熱方式時,膜材料置于“電熨斗和/或電吹風(fēng)”和基材之間,即加熱熱源來自與基材不相粘貼的膜材料的那一面的方向;若所述加熱的方法中含有采用烘箱和/或恒溫箱的加熱方式時,加熱熱源的方向不受限制,一般是膜材料兩面同時加熱。
較佳地,所述加熱的溫度為60℃~160℃。
較佳地,所述加熱時的壓力為1.0kPa~10.0kPa。
較佳地,所述加熱的時間為5秒~60秒。
在符合本領(lǐng)域常識的基礎(chǔ)上,上述各優(yōu)選條件,可任意組合,即得本發(fā)明各較佳實例。
本發(fā)明所用試劑和原料均市售可得。
本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于:
(1)通過調(diào)整熱熔膠和疏水聚合物的濃度以及靜電紡絲過程中加工工藝參數(shù),最終獲得具有優(yōu)異的熱粘性和高機(jī)械強(qiáng)度的防水納米纖維膜。膜厚0.05-0.5mm,熱粘后其剝離強(qiáng)度為50-200N/m(按GBT 7760-2003測試標(biāo)準(zhǔn)),接觸角在150-160°,斷裂拉伸強(qiáng)度為15-50MPa,斷裂拉伸應(yīng)變?yōu)?0-150%(按GB/T 1040.2-2006測試標(biāo)準(zhǔn))。
(2)制膜工藝簡單,成本低廉,生產(chǎn)效率高,適合工業(yè)化生產(chǎn)。
(3)熱粘方法簡單,條件溫和,便于操作。
(4)通過靜電紡絲制備的纖維尺寸可控(在微米,亞微米和納米范圍皆可),例如可通過電紡速度、電壓的大小進(jìn)行調(diào)控,比表面積大,防水性能優(yōu)異。
附圖說明
圖1為防水膜材料的制備方法中靜電紡絲裝置示意圖,該裝置包括液體推進(jìn)器1、紡絲液A 2、紡絲液B 3、噴頭系統(tǒng)4、收集裝置5和高壓電源6。
具體實施方式
下面通過實施例的方式進(jìn)一步說明本發(fā)明,但并不因此將本發(fā)明限制在所述的實施例范圍之中。下列實施例中未注明具體條件的實驗方法,按照常規(guī)方法和條件,或按照商品說明書選擇。
本發(fā)明中,室溫是指環(huán)境溫度為10℃~30℃。
以下實施例中使用的試劑皆為外購試劑,其中各種溶劑、熱熔膠、疏水聚合物均購自國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。以下實施例中使用的各種設(shè)備皆為市售設(shè)備,高壓靜電紡絲裝置購自深圳市通力微納科技有限公司。
以下各實施例中所用的靜電紡絲裝置的示意圖見圖1所示。其中,圖1中1為液體推進(jìn)器,其是用來對以下實施例中容納紡絲液的密閉注射器進(jìn)行施壓;圖1中2和3分別為以下實施例中不同的密閉注射器內(nèi)所容納的不同的紡絲液;圖1中4為噴頭系統(tǒng),其位于以下實施例中所述密閉注射器的出口端;圖1中5為收集裝置,也可稱作接收裝置,其可為例如以下實施例中所述的鋁箔等;圖1中6為靜電紡絲設(shè)備的高壓電源。
實施例1PVAc-PA6靜電紡絲膜材料(靜電紡絲膜1)
第一步:在室溫25℃下,將2g PVAc(Mw=30萬)和2g PA6(Mw=30萬)分別溶解在兩份18g DMF溶劑中,在磁力攪拌機(jī)上以200轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速攪拌30min,然后在烘箱中60℃溶解24h,得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為10%的紡絲液。
第二步:將第一步中所得的紡絲液經(jīng)超聲波頻率為100kHz,超聲波功率為180W的超聲波處理30min,將紡絲液PVAc和PA6分別置于兩個密閉注射器中,在室溫、濕度為20%~50%的條件下,控制外加電壓為15kV,注射速度為0.5mL/h,接收距離為15cm,噴頭內(nèi)徑為0.8mm,轉(zhuǎn)速300rpm,噴頭移動速度1.0m/min,在雙噴頭靜電紡絲設(shè)備上進(jìn)行混紡紡絲24h,最終在鋁箔上得到PVAc-PA6纖維膜。
第三步:將第二步中靜電紡絲得到的PVAc-PA6電紡膜用電熨斗加熱粘貼在玻璃基材上,控制加熱溫度為120℃,壓力為3.5kPa,加熱時間為20s。
將上述方法得到的PVAc-PA6電紡膜測定水(5μL)在膜表面的平均接觸角為145°(每個樣品最少在不同的位置測定5次,取其平均值),其90°剝離強(qiáng)度為232N/m(按照GBT 7760-2003測試標(biāo)準(zhǔn))。斷裂拉伸強(qiáng)度為25MPa,斷裂拉伸應(yīng)變?yōu)?30%(按GB/T 1040.2-2006測試標(biāo)準(zhǔn)),表明該電紡膜不僅具有優(yōu)異的防水性能,而且具有良好的熱粘性和機(jī)械強(qiáng)度。
對比例1(即實施例1’)PVAc-PA6靜電紡絲膜材料(對比例1)
將實施例1中PVAc和PA6的濃度分別降低為0.75%作為對照,靜電紡絲條件和熱粘條件不變,測試方法同實施例1。
因溶液濃度太低難以電紡成絲,所得的膜材料表面分布著粗糙的顆粒,測試發(fā)現(xiàn)該膜材料機(jī)械強(qiáng)度較差。所得膜材料的性能測試結(jié)果具體見表1。
實施例2PVAc-PES靜電紡絲膜材料(靜電紡絲膜2)
第一步:在室溫25℃下,將2g PVAc(Mw=60萬)和2g PES(Mw=35萬)分別溶解在兩份18g DMF溶劑中,在磁力攪拌機(jī)上以200轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速攪拌30min,然后在烘箱中60℃溶解24h,得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為10%的紡絲液。
第二步:將第一步中所得的紡絲液經(jīng)超聲波頻率為100kHz,超聲波功率為180W的超聲波處理30min,將紡絲液PVAc和PES分別置于兩個密閉注射器中,在室溫、濕度為20%~50%的條件下,控制外加電壓為12.5kV,注射速度為0.5mL/h,接收距離為20cm,噴頭內(nèi)徑為0.8mm,轉(zhuǎn)速300rpm,噴頭移動速度1.0m/min,在雙噴頭靜電紡絲設(shè)備上進(jìn)行混紡紡絲24h,最終在鋁箔上得到PVAc-PES纖維膜。
第三步:將第二步中靜電紡絲得到的PVAc-PES電紡膜用電熨斗加熱粘貼在玻璃基材上,控制加熱溫度為110℃,壓力為3.5kPa,加熱時間為20s。
將上述方法得到的PVAc-PES電紡膜測定水(5μL)在膜表面的平均接觸角和90°剝離強(qiáng)度,測試方法同實施例1。所得電紡膜4熱粘后的性能測試結(jié)果具體見表1。
實施例3PVAc-PEEK靜電紡絲膜材料(靜電紡絲膜3)
第一步:在室溫25℃下,將3g PVAc(Mw=45萬)和2g PEEK(Mw=60萬)分別溶解在17g和18g二氯甲烷溶劑中,在磁力攪拌機(jī)上以200轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速攪拌30min,然后在烘箱中60℃溶解24h,得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為15%和10%的紡絲液。
第二步:將第一步中所得的紡絲液經(jīng)超聲波頻率為100kHz,超聲波功率為180W的超聲波處理30min,將紡絲液PVAc和PEEK分別置于兩個密閉注射器中,在室溫、濕度為20%~50%的條件下,控制外加電壓為15kV,注射速度為0.5mL/h,接收距離為10cm,噴頭內(nèi)徑為0.7mm,轉(zhuǎn)速300rpm,噴頭移動速度1.0m/min,在雙噴頭靜電紡絲設(shè)備上進(jìn)行混紡紡絲24h,最終在鋁箔上得到PVAc-PEEK纖維膜。
第三步:將第二步中靜電紡絲得到的PVAc-PEEK電紡膜用恒溫?zé)崤_加熱粘貼在滌綸基材上,控制加熱溫度為100℃,壓力為4.5kPa,加熱時間為20s。
將上述方法得到的PVAc-PEEK電紡膜測定水(5μL)在膜表面的平均接觸角和90°剝離強(qiáng)度,測試方法同實施例1。所得電紡膜5熱粘后的性能測試結(jié)果具體見表1。
實施例4PA-PMMA靜電紡絲膜材料(靜電紡絲膜4)
第一步:在室溫25℃下,將2g PA(Mw=25萬)和2g PMMA(Mw=35萬)分別溶解在兩份18g DMF溶劑中,在磁力攪拌機(jī)上以200轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速攪拌30min,然后在烘箱中60℃溶解48h,得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為10%的紡絲液。
第二步:將第一步中所得的紡絲液經(jīng)超聲波頻率為100kHz,超聲波功率為180W的超聲波處理30min,將紡絲液PA和PMMA分別置于兩個密閉注射器中,在室溫、濕度為20%~50%的條件下,控制外加電壓為15kV,注射速度為1.0mL/h,接收距離為15cm,噴頭內(nèi)徑為0.8mm,轉(zhuǎn)速250rpm,噴頭移動速度2.0m/min,在雙噴頭靜電紡絲設(shè)備上進(jìn)行混紡紡絲12h,最終在鋁箔上得到PA-PMMA纖維膜。
第三步:將第二步中靜電紡絲得到的PA-PMMA電紡膜用烘箱加熱粘貼在玻璃基材上,控制加熱溫度為110℃,壓力為3.0kPa,加熱時間為15s。
將上述方法得到的PA-PVDF電紡膜測定水(5μL)在膜表面的平均接觸角和90°剝離強(qiáng)度,測試方法同實施例1。所得電紡膜6熱粘后的性能測試結(jié)果具體見表1。
實施例5PVAc-PAN靜電紡絲膜材料(靜電紡絲膜5)
第一步:在室溫25℃下,將2g PVAc(Mw=30萬)溶解在18g DMF溶劑中,將1g PAN(Mw=60萬)溶解在19g DMF溶劑中,在磁力攪拌機(jī)上以200轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速攪拌30min,然后在烘箱中60℃溶解48h,得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為10%和5%的紡絲液。
第二步:將第一步中所得的紡絲液經(jīng)超聲波頻率為100kHz,超聲波功率為180W的超聲波處理30min,將紡絲液PVAc和PAN分別置于兩個密閉注射器中,在室溫、濕度為20%~50%的條件下,控制外加電壓為15kV,注射速度為0.5mL/h,接收距離為15cm,噴頭內(nèi)徑為0.8mm,轉(zhuǎn)速300rpm,噴頭移動速度1.0m/min,在雙噴頭靜電紡絲設(shè)備上進(jìn)行混紡紡絲24h,最終在鋁箔上得到PVAc-PAN纖維膜。
第三步:將第二步中靜電紡絲得到的PVAc-PAN電紡膜用電熨斗加熱粘貼在陶瓷基材上,控制加熱溫度為120℃,壓力為3.5kPa,加熱時間為15s。
將上述方法得到的PVAc-PAN電紡膜測定水(5μL)在膜表面的平均接觸角和90°剝離強(qiáng)度,測試方法同實施例1。所得電紡膜7熱粘后的性能測試結(jié)果具體見表1。
實施例6EVA-PVDF靜電紡絲膜材料(靜電紡絲膜6)
第一步:在室溫25℃下,將2.5g EVA(Mw=20萬)和4g PVDF(Mw=30萬)分別溶解在17.5g和16g二氯乙烷溶劑中,在磁力攪拌機(jī)上以200轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速攪拌30min,然后在烘箱中60℃溶解50h,得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為12.5%和20%的紡絲液。
第二步:將第一步中所得的紡絲液經(jīng)超聲波頻率為100kHz,超聲波功 率為180W的超聲波處理30min,將紡絲液EVA和PVDF分別置于兩個密閉注射器中,在室溫、濕度為20%~50%的條件下,控制外加電壓為15kV,注射速度為0.5mL/h,接收距離為15cm,噴頭內(nèi)徑為0.9mm,轉(zhuǎn)速350rpm,噴頭移動速度1.2m/min,在雙噴頭靜電紡絲設(shè)備上進(jìn)行混紡紡絲30h,最終在鋁箔上得到EVA-PVDF纖維膜。
第三步:將第二步中靜電紡絲得到的EVA-PVDF電紡膜用電吹風(fēng)加熱粘貼在玻璃基材上,控制加熱溫度為120℃,壓力為3.5kPa,加熱時間為20s。
將上述方法得到的EVA-PVDF電紡膜測定水(5μL)在膜表面的平均接觸角和90°剝離強(qiáng)度,測試方法同實施例1。所得電紡膜8熱粘后的性能測試結(jié)果具體見表1。
實施例7EVA-PES靜電紡絲膜材料(靜電紡絲膜7)
第一步:在室溫25℃下,將3g EVA(Mw=20萬)和2g PES(Mw=35萬)分別溶解在17g和18g二氯乙烷溶劑中,在磁力攪拌機(jī)上以200轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速攪拌30min,然后在烘箱中60℃溶解30h,得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為15%和10%的紡絲液。
第二步:將第一步中所得的紡絲液經(jīng)超聲波頻率為100kHz,超聲波功率為180W的超聲波處理30min,將紡絲液EVA和PES分別置于兩個密閉注射器中,在室溫、濕度為20%~50%的條件下,控制外加電壓為10kV,注射速度為0.75mL/h,接收距離為25cm,噴頭內(nèi)徑為0.8mm,轉(zhuǎn)速300rpm,噴頭移動速度1.0m/min,在雙噴頭靜電紡絲設(shè)備上進(jìn)行混紡紡絲24h,最終在鋁箔上得到EVA-PES纖維膜。
第三步:將第二步中靜電紡絲得到的EVA-PES電紡膜用電熨斗加熱粘貼在硬紙基材上,控制加熱溫度為100℃,壓力為3.5kPa,加熱時間為20s。
將上述方法得到的EVA-PES電紡膜測定水(5μL)在膜表面的平均接觸角和90°剝離強(qiáng)度,測試方法同實施例1。所得電紡膜9熱粘后的性能測試結(jié)果具體見表1。
實施例8PU-PES靜電紡絲膜材料(靜電紡絲膜8)
第一步:在室溫25℃下,將3g PU(Mw=25萬)和2g PES(Mw=35萬)分別溶解在17g和18g N-甲基吡咯烷酮溶劑中,在磁力攪拌機(jī)上以200轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速攪拌30min,然后在烘箱中60℃溶解30h,得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為15%和10%的紡絲液。
第二步:將第一步中所得的紡絲液經(jīng)超聲波頻率為100kHz,超聲波功率為180W的超聲波處理30min,將紡絲液PU和PES分別置于兩個密閉注射器中,在室溫、濕度為20%~50%的條件下,控制外加電壓為12.5kV,注射速度為0.8mL/h,接收距離為15cm,噴頭內(nèi)徑為0.8mm,轉(zhuǎn)速300rpm,噴頭移動速度1.0m/min,在雙噴頭靜電紡絲設(shè)備上進(jìn)行混紡紡絲24h,最終在鋁箔上得到PU-PES纖維膜。
第三步:將第二步中靜電紡絲得到的PU-PES電紡膜用恒溫?zé)崤_加熱粘貼在玻璃基材上,控制加熱溫度為100℃,壓力為3.5kPa,加熱時間為20s。
將上述方法得到的PU-PES電紡膜測定水(5μL)在膜表面的平均接觸角和90°剝離強(qiáng)度,測試方法同實施例1。所得電紡膜10熱粘后的性能測試結(jié)果具體見表1。
實施例9PU-PEEK靜電紡絲膜材料(靜電紡絲膜9)
第一步:在室溫25℃下,將5g PU(Mw=25萬)和6g PEEK(Mw=22萬)分別溶解在15g和14g N-甲基吡咯烷酮溶劑中,在磁力攪拌機(jī)上以200轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速攪拌30min,然后在烘箱中60℃溶解30h,得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為25%和30%的紡絲液。
第二步:將第一步中所得的紡絲液經(jīng)超聲波頻率為100kHz,超聲波功率為180W的超聲波處理30min,將紡絲液PU和PEEK分別置于兩個密閉注射器中,在室溫、濕度為20%~50%的條件下,控制外加電壓為10kV,注射速度為0.5mL/h,接收距離為15cm,噴頭內(nèi)徑為1.0mm,轉(zhuǎn)速350rpm,噴頭移動速度1.2m/min,在雙噴頭靜電紡絲設(shè)備上進(jìn)行混紡紡絲24h,最終在鋁箔上得到PU-PEEK纖維膜。
第三步:將第二步中靜電紡絲得到的PU-PEEK電紡膜用電熨斗加熱粘貼在銅片基材上,控制加熱溫度為125℃,壓力為3.5kPa,加熱時間為50s。
將上述方法得到的PU-PEEK電紡膜測定水(5μL)在膜表面的平均接觸角和90°剝離強(qiáng)度,測試方法同實施例1。所得電紡膜11熱粘后的性能測試結(jié)果具體見表1。
實施例10PA-PES靜電紡絲膜材料(靜電紡絲膜10)
第一步:在室溫25℃下,將2g PA(Mw=25萬)和2g PES(Mw=35萬)分別溶解在兩份18g N-甲基吡咯烷酮溶劑中,在磁力攪拌機(jī)上以200轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速攪拌30min,然后在烘箱中60℃溶解30h,得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為10%的紡絲液。
第二步:將第一步中所得的紡絲液經(jīng)超聲波頻率為100kHz,超聲波功率為180W的超聲波處理30min,將紡絲液PA和PES分別置于兩個密閉注射器中,在室溫、濕度為20%~50%的條件下,控制外加電壓為10kV,注射速度為0.6mL/h,接收距離為20cm,噴頭內(nèi)徑為0.9mm,轉(zhuǎn)速400rpm,噴頭移動速度1.0m/min,在雙噴頭靜電紡絲設(shè)備上進(jìn)行混紡紡絲24h,最終在鋁箔上得到PA-PES纖維膜。
第三步:將第二步中靜電紡絲得到的PA-PES電紡膜用電熨斗加熱粘貼在棉布基材上,控制加熱溫度為100℃,壓力為3.5kPa,加熱時間為40s。
將上述方法得到的PA-PES電紡膜測定水(5μL)在膜表面的平均接觸角和90°剝離強(qiáng)度,測試方法同實施例1。所得電紡膜12熱粘后的性能測試結(jié)果具體見表1。
實施例11EEA-PVDF靜電紡絲膜材料(靜電紡絲膜11)
第一步:在室溫25℃下,將3g EEA(Mw=25萬)和3g PVDF(Mw=30萬)分別溶解在兩份17g N-甲基吡咯烷酮溶劑中,在磁力攪拌機(jī)上以200轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速攪拌30min,然后在烘箱中60℃溶解30h,得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為15%的紡絲液。
第二步:將第一步中所得的紡絲液經(jīng)超聲波頻率為100kHz,超聲波功 率為180W的超聲波處理30min,將紡絲液EEA和PVDF分別置于兩個密閉注射器中,在室溫、濕度為20%~50%的條件下,控制外加電壓為10kV,注射速度為0.5mL/h,接收距離為15cm,噴頭內(nèi)徑為0.8mm,轉(zhuǎn)速150rpm,噴頭移動速度1.0m/min,在雙噴頭靜電紡絲設(shè)備上進(jìn)行混紡紡絲24h,最終在鋁箔上得到PU-PVDF纖維膜。
第三步:將第二步中靜電紡絲得到的EEA-PVDF電紡膜用烘箱加熱粘貼在陶瓷基材上,控制加熱溫度為100℃,壓力為5.0kPa,加熱時間為25s。
將上述方法得到的EEA-PVDF電紡膜測定水(5μL)在膜表面的平均接觸角和90°剝離強(qiáng)度,測試方法同實施例1。所得電紡膜13熱粘后的性能測試結(jié)果具體見表1。
實施例12EVA-PAN靜電紡絲膜材料(靜電紡絲膜12)
第一步:在室溫25℃下,將2.5g EVA(Mw=20萬)和2g PAN(Mw=40萬)分別溶解在17.5g和18g N-甲基吡咯烷酮溶劑中,在磁力攪拌機(jī)上以200轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速攪拌30min,然后在烘箱中60℃溶解30h,得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為12.5%和10%的紡絲液。
第二步:將第一步中所得的紡絲液經(jīng)超聲波頻率為100kHz,超聲波功率為180W的超聲波處理30min,將紡絲液EVA和PAN分別置于兩個密閉注射器中,在室溫、濕度為20%~50%的條件下,控制外加電壓為10kV,注射速度為1.25mL/h,接收距離為25cm,噴頭內(nèi)徑為0.8mm,轉(zhuǎn)速300rpm,噴頭移動速度1.0m/min,在雙噴頭靜電紡絲設(shè)備上進(jìn)行混紡紡絲24h,最終在鋁箔上得到EVA-PAN纖維膜。
第三步:將第二步中靜電紡絲得到的EVA-PAN電紡膜用電熨斗加熱粘貼在木板基材上,控制加熱溫度為100℃,壓力為3.5kPa,加熱時間為30s。
將上述方法得到的EVA-PAN電紡膜測定水(5μL)在膜表面的平均接觸角和90°剝離強(qiáng)度,測試方法同實施例1。所得電紡膜14熱粘后的性能測試結(jié)果具體見表1。
實施例13EVA-PEEK靜電紡絲膜材料(靜電紡絲膜13)
第一步:在室溫25℃下,將6g EVA(Mw=25萬)和2g PEEK(Mw=35萬)分別溶解在14g和18g N-甲基吡咯烷酮溶劑中,在磁力攪拌機(jī)上以200轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速攪拌30min,然后在烘箱中60℃溶解30h,得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為30%和10%的紡絲液。
第二步:將第一步中所得的紡絲液經(jīng)超聲波頻率為100kHz,超聲波功率為180W的超聲波處理30min,將紡絲液EVA和PEEK分別置于兩個密閉注射器中,在室溫、濕度為20%~50%的條件下,控制外加電壓為10kV,注射速度為0.25mL/h,接收距離為15cm,噴頭內(nèi)徑為0.8mm,轉(zhuǎn)速300rpm,噴頭移動速度1.0m/min,在雙噴頭靜電紡絲設(shè)備上進(jìn)行混紡紡絲36h,最終在鋁箔上得到EVA-PEEK纖維膜。
第三步:將第二步中靜電紡絲得到的EVA-PEEK電紡膜用電熨斗加熱粘貼在塑料板基材上,控制加熱溫度為100℃,壓力為3.5kPa,加熱時間為20s。
將上述方法得到的EVA-PEEK電紡膜測定水(5μL)在膜表面的平均接觸角和90°剝離強(qiáng)度,測試方法同實施例1。所得電紡膜15熱粘后的性能測試結(jié)果具體見表1。
實施例14PA-PVDF靜電紡絲膜材料(靜電紡絲膜14)
第一步:在室溫25℃下,將3g PA(Mw=25萬)和3g PVDF(Mw=30萬)分別溶解在兩份17g NMP溶劑中,在磁力攪拌機(jī)上以200轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速攪拌30min,然后在烘箱中60℃溶解30h,得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為15%的紡絲液。
第二步:將第一步中所得的紡絲液經(jīng)超聲波頻率為100kHz,超聲波功率為180W的超聲波處理30min,將紡絲液PA和PVDF分別置于兩個密閉注射器中,在室溫、濕度為20%~50%的條件下,控制外加電壓為10kV,注射速度為0.5mL/h,接收距離為15cm,噴頭內(nèi)徑為0.8mm,轉(zhuǎn)速300rpm,噴頭移動速度1.0m/min,在雙噴頭靜電紡絲設(shè)備上進(jìn)行混紡紡絲24h,最終在鋁箔上得到PA-PVDF纖維膜。
第三步:將第二步中靜電紡絲得到的PA-PVDF電紡膜用恒溫?zé)崤_加熱粘貼在鋁板基材上,控制加熱溫度為100℃,壓力為3.5kPa,加熱時間為15s。
將上述方法得到的PA-PVDF電紡膜測定水(5μL)在膜表面的平均接觸角和90°剝離強(qiáng)度,測試方法同實施例1。所得電紡膜16熱粘后的性能測試結(jié)果具體見表1。
效果實施例
對上述各電紡膜熱粘后進(jìn)行接觸角、剝離強(qiáng)度、斷裂拉伸強(qiáng)度和應(yīng)力應(yīng)變測試,剝離強(qiáng)度測試方法根據(jù)GBT 7760-2003測試標(biāo)準(zhǔn),斷裂拉伸測試方法根據(jù)GB/T 1040.2-2006測試標(biāo)準(zhǔn),測定結(jié)果見表1。
表1中的序號對應(yīng)各實施例編號。
表1