本发明属于高分子材料应用领域,具体涉及一种有机蒙脱土/pa6t无纺布的制备方法。
背景技术:
由于pa6t既保持半芳香尼龙良好的热性能、尺寸稳定性、物理机械性能和耐溶剂性,又改善半芳香尼龙的加工性能。半芳香尼龙由于具备优异的刚性、耐热性、尺寸稳定性等优点,特别适合生产一些耐热部件、薄壁产品,在汽车发动机周边部件开发和电路板表面实装技术领域有大量研究。作为一种新型的高性能工程塑料,半芳香尼龙兼具高耐热性和优异的可加工性,填补了通用工程塑料和特种工程塑料间的空白。
虽然pa6t具有优异的热性能,其玻璃化转变温度达180℃,熔融温度高达370℃,但由于其在此温度下已开始分解,因而限制了其加工与应用。然而静电纺丝利用有效的解决这一难题。
静电纺丝技术是制备微米和纳米纤维无纺布膜的有效方法,所得到无纺布膜具有很高的孔隙率和较大的比表面积,可用于生物传感器、光催化剂和过滤等诸多领域。
纳米有机蒙脱土具有独特的层状一维纳米结构特性,形态特性,层间具有可设计的反应性,超大的比表面积能够和pa6t达到很好的纳米级复合,在改善pa6t强度的同时,也不会损害pa6t原有的施工性能。
经过静电纺丝的尼龙的力学性能和热学性能并不理想,而纳米有机蒙脱土可以使尼龙的力学性能和热学性能都得到很大的提升,因此联想到了这样的结合设计。
技术实现要素:
本发明的目的是制备出经过纳米有机蒙脱土改性的pa6t无纺布。
本发明提供一种有机蒙脱土/pa6t无纺布的制备方法,包括步骤如下:
(1)将pa6t颗粒在高温干燥3小时;
(2)将步骤(1)经过干燥后的pa6t加入甲酸中并加入纳米有机蒙脱土,密封,在水浴磁力搅拌器中搅拌4小时,直至得到均匀透明溶液,然后在超声波清洗器中共振后,即得质量浓度为8~12%电纺溶液;
(3)在正极与负极为一定的距离,电压和温度为一定范围的条件下静电纺丝,即得pa6t纤维。
所述加入纳米有机蒙脱土为钠基蒙脱土,纵横比为30:1,比表面积为600m2/g,孔径为30nm,表面羟基数为5.0oh/nm2,质量为0.01~0.05g,例如0.01g,0.02g,0.03g,0.04g,0.05g。纳米有机蒙脱土过少,改性不明显,纳米有机蒙脱土过多,无法分散于体系中,不能进行静电纺丝;
所述超声波清洗共振时间为1~3小时。有利于打散体系,便利于静电纺丝;
所述的正负极距离为10~30cm,距离过大,会使纺丝喷洒范围偏大,不便于收集,浪费收集材料;
所述电压为10~30kv,例如10kv,20kv,30kv。电压过小,不容易成丝;
所述高温温度为140℃。
本发明优异效果在于:
(1)在pa6t溶液中,加入一定量的纳米有机蒙脱土,通过超声共振使纳米有机蒙脱土稳定分散于体系中,实现了纳米有机蒙脱土的改性能力,提高了pa6t的冲击强度和拉伸强度;
(2)通过高温静电纺pa6t溶液,有效的降低了pa6t溶液的凝固速度,进一步增大了无纺布的冲击强度和拉伸强度,提高了无纺布的降解起始温度,得到的无纺布具有良好的使用效果。
附图说明
图1含有机蒙脱土的pa6t无纺布的制备工艺流程。
具体实施方式
下面通过具体的实施方式来进一步说明本发明的技术方案。需要强调的是,实施例并不意味着本发明的范围限制在实施例叙述的条件内,实施例的目的是进一步阐述本发明的内容及其可行性。
实施例1
一种高温静电纺丝制备pa6t无纺布的方法,所述方法包括配置pa6t溶液作为静电纺丝液,然后采取高温静电纺丝工艺制备pa6t无纺布。
(1)将pa6t颗粒在高温下干燥3小时;
(2)将步骤(1)经过干燥后的pa6t加入甲酸中并加入纳米有机蒙脱土,密封,在水浴磁力搅拌器中搅拌4小时,直至得到均匀透明溶液,然后在超声波清洗器中共振后,即得质量浓度为10%电纺溶液;
(3)在正极与负极为一定的距离,电压和温度为一定范围的条件下静电纺丝,即得pa6t纤维。
所述纳米有机蒙脱土的质量为0.01g;
所述超声共振的时间为1小时;
所述静电纺丝的正负极距离为10cm;
所述静电纺丝的电压为30kv;
所述静电纺丝温度为140℃。
实施例2
除纳米有机蒙脱土的质量为0.02g,其余与实施例1相同。
实施例3
除纳米有机蒙脱土的质量为0.03g,其余与实施例1相同。
实施例4
除纳米有机蒙脱土的质量为0.04g,其余与实施例1相同。
实施例5
除纳米有机蒙脱土的质量为0.05g,其余与实施例1相同。
实施例6
除正负极距离为20cm,其余与实施例1相同。
实施例7
除正负极距离为30cm,其余与实施例1相同。
实施例8
除纺丝电压为20kv,其余与实施例1相同。
实施例9
除纺丝电压为10kv,其余与实施例1相同。
实施例10
除静电纺丝温度为120℃,其余与实施例1相同。
实施例11
除静电纺丝温度为30℃,其余与实施例1相同。
实施例12
除超声共振时间为3小时,其余与实施例1相同。
实施例13
除pa6t浓度为12%其余与实施例1相同。
实施例14
除pa6t浓度为8%,其余与实施例1相同。
对比实施例1~14,结果如下表: