【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種光學(xué)透明靜電紡絲微納纖維膜的制備方法，屬于微納纖維復(fù)合膜。
技術(shù)介紹
1、隨著科技的不斷進(jìn)步，光學(xué)材料的研究越來越受到關(guān)注。光學(xué)透明是物體對(duì)可見光的透過程度，具有光學(xué)透明的材料因其特殊的結(jié)構(gòu)，可以允許可見光范圍內(nèi)的光線高效透過，達(dá)到視覺上的透明效果，在光學(xué)領(lǐng)域中是一個(gè)非常重要的概念。光學(xué)透明膜因其優(yōu)異的光學(xué)性能而被廣泛應(yīng)用在光電子學(xué)器件、生物醫(yī)用、環(huán)境檢測(cè)、光學(xué)傳感器和個(gè)人防護(hù)等領(lǐng)域。例如透明纖維膜還可應(yīng)用于生物傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)生物分子的高靈敏檢測(cè)；通過結(jié)合纖維膜的透明性和光學(xué)特性，開發(fā)出更靈敏、高效的環(huán)境監(jiān)測(cè)裝置，用于監(jiān)測(cè)大氣污染、水質(zhì)變化等環(huán)境參數(shù)，為環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展提供一定數(shù)據(jù)支持。但隨著人們生活水平的提高和科技的快速發(fā)展，不同工程領(lǐng)域?qū)鈱W(xué)透明膜的性能提出了新的需求，研究光學(xué)透明性對(duì)于很多工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用都具有重要的意義。
2、纖維膜是一種具有獨(dú)特結(jié)構(gòu)和纖維網(wǎng)絡(luò)的薄膜材料，具有一定的柔性、高孔隙率、耐久性和大比表面積，透明的纖維膜材料可以同時(shí)滿足各個(gè)領(lǐng)域?qū)π滦屯该鞑牧系囊蟆Ｎ⒓{纖維膜因其微小的結(jié)構(gòu)尺度而具有更高的表面積，具備更精細(xì)的控制能力，可以進(jìn)一步提高其在特定應(yīng)用中的性能和效率。光學(xué)透明微納纖維膜是一種納米纖維與微米纖維相互交織排列的薄膜，由于微納纖維膜獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，具有優(yōu)異的物理、化學(xué)和光學(xué)性能，如高透過率、高強(qiáng)度、低熱導(dǎo)率等。
3、近年來，靜電紡絲技術(shù)作為一種微納米纖維制備的有效方法，受到廣泛關(guān)注。與傳統(tǒng)制造纖維方法相比，由于特殊的互連開孔結(jié)構(gòu)和可控制的膜厚度，靜電紡絲技術(shù)可
4、聚合物原料的本體特性對(duì)所制備出的靜電紡絲微納米纖維膜的透光性能有一定影響，如pmma、ps等聚合物具有較好的光學(xué)透明度，所制備的纖維膜更易實(shí)現(xiàn)透明化[yingying?he，xinyue?liu，xiaoiun?qi，yupeng?guan，shuai?li，hongxia?liu.chuanbaiyu.(2020).robust?cellulose?nanofibrils?reinforced?poly(methyl?methacrylate)/polystyrene?binary?blend?composites?with?pebble-shaped?structure?usingpickering?emulsion?gel.polymers?for?advanced?technologies(11)，2676-2686.]。透明度高的聚合物原料所制備的微納纖維膜會(huì)有更高的透明度。除了從聚合物的本體特性來說，多數(shù)研究者從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和紡絲后處理兩種方法進(jìn)行研究。近年來對(duì)透明靜電紡絲納米纖維膜的研究已有不少的報(bào)道，chen等人[ruowang?chen，xiaowei?zhang，pengjun?wang，kaihe?xie，jiawen?jian，yuejun?zhang.jun?xu.transparent?thermoplasticpolyurethane?air?filters?for?efficient?electrostatic?capture?of?particulatematter?pollutants[j].nanotechnology，2019，30(1)：015703]以透明的tpu聚合物為原料制備紡絲前驅(qū)體溶液，在玻璃纖維網(wǎng)兩側(cè)表面濺射上150nm厚的金屬銅涂層以此作為接收基材來收集tpu微納米纖維，利用靜電紡絲技術(shù)通過控制紡絲時(shí)間來制備具有不同透光率的纖維膜。lee等人[lee?j?h，kim?j，liu?d，et?al.highly?aligned，anisotropic?carbonnanofiber?films?for?multidirectional?strain?sensors?with?exceptionalselectivity[j].advanced?functional?materials，2019，29(29)：1901623]設(shè)計(jì)了一種特殊的收集裝置來實(shí)現(xiàn)納米纖維的定向排列，通過在兩個(gè)鋁收集器之間引入15°傾斜間隙，以實(shí)現(xiàn)電場(chǎng)在收集裝置附近分裂。當(dāng)帶正電的聚丙烯腈(pan)納米纖維接近收集器時(shí)，分裂電場(chǎng)產(chǎn)生了拉伸靜電力，使納米纖維平行穿過傾斜的間隙，獲得了纖維平行排列的納米纖維膜，具備一定的光學(xué)透明度。stachewicz等人[stachewicz?u，modaresifar?f，bailey?r?j，et?al.manufacture?of?void-free?electrospun?polymer?nanofiber?composites?withoptimized?mechanical?properties[j].acs?applied?materials?&?interfaces，2012，4(5)：2577-2582]使用pva聚合物來制造靜電紡絲pa6納米纖維的無孔隙復(fù)合材料，該方法可有效地實(shí)現(xiàn)連貫的納米纖維-基質(zhì)界面，并進(jìn)一步證明了光學(xué)透明靜電紡絲納米纖維復(fù)合材料的功能性。kurokawa等人[kurokawa?n，hotta?a.thermomechanical?properties?ofhighly?transparent?self-reinforced?polylactide?composites?with?electrospunstereocomplex?polylactide?nanofibers[j].polymer，2018，153214-222.]利用熱壓技術(shù)將電紡sc-pla納米纖維復(fù)合到plla中，制備高透明自增強(qiáng)pla復(fù)合材料。但是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的技術(shù)發(fā)展還不夠成熟，效率較低，而通過紡絲后處理例如熱壓處理的方式，雖然在一定范圍內(nèi)施加的壓力越大，微納纖維膜的透光率會(huì)增加，但是纖維表面的形貌也會(huì)損傷，失去了很多優(yōu)勢(shì)。
5、針對(duì)上述問題，本專利技術(shù)公開一種光學(xué)透明靜電紡絲微納纖維膜的制備方法，利用聚苯乙烯(ps)、熱塑性聚氨酯(tpu)和聚二甲基硅氧烷(pdms)三種聚合物共混紡絲的方法，通過聚合物不相容性導(dǎo)致的微相分離原理，制備出多級(jí)微納結(jié)構(gòu)纖維膜，再通過常溫機(jī)械輕壓處理得到光學(xué)透明微納纖維膜。通過調(diào)節(jié)微納纖維膜中ps/tpu的比例和機(jī)械輥壓的壓力，且常溫下輕壓處理對(duì)不會(huì)對(duì)纖維表面的形貌造成明顯損傷，在保證纖維形貌完整的同時(shí)能進(jìn)一步提高材料透光率和力學(xué)綜合性能，有望在水處理、個(gè)體防護(hù)、空氣凈化、生物醫(yī)用本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種光學(xué)透明靜電紡絲微納纖維膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種光學(xué)透明靜電紡絲微納纖維膜的制備方法，其特征在于，所述光學(xué)透明靜電紡絲微納纖維膜的膜體中納米纖維與微米纖維相互交織排列，纖維直徑分布廣，范圍為30～2000nm，纖維膜厚度為20～50μm，接觸角為110°～155°，孔隙率為60％～95％，斷裂伸長(zhǎng)率為70～120％，斷裂強(qiáng)度為4～12MPa，透光率為60％～93％。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種光學(xué)透明靜電紡絲微納纖維膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種光學(xué)透明靜電紡絲微納纖維膜的制備方法，其特征在于，所述光學(xué)透明靜電紡絲微納纖維膜的膜體中納米纖維與微米...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：鞠敬鴿，張妍，陳燕飛，韓佳呈，張藝璇，康衛(wèi)民，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：天津工業(yè)大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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