一种含碳碳双键的聚氨酯纤维及其制备方法_2

文档序号:8334494阅读:来源:国知局
碳双键的二元有机酸、二元醇、酯化催化剂和阻聚剂的摩 尔比例为: 1~I: 1.5,0 : 1~100 : 1,500 : 1 ~50 : 1。
[0032] 所述含碳碳双键的二元有机酸为含有一个C=C双键和两个-COOH官能团的化合 物。优选地,所述含碳碳双键的二元有机酸选自衣康酸、衣康酸酐,马来酸中的至少一种。进 一步优选地,所述含碳碳双键的二元有机酸含有衣康酸。更进一步优选地,所述含碳碳双键 的二元有机酸是衣康酸,或者是由衣康酸与任意一种其他含碳碳双键的二元有机酸组成的 混合物。
[0033] 优选地,步骤i)中所述二元醇选自乙二醇、丁二醇、己二醇、癸二醇中的至少一 种。
[0034] 优选地,步骤ii)中分离方法为先用三氯甲烷溶解、再用甲醇沉降。进一步优选 地,步骤ii)中分离方法为先用三氯甲烷溶解、再用甲醇沉降,反复三次。
[0035] 所述含碳碳双键的聚酯二醇,数均分子量为500至2000。
[0036] 本申请能产生的有益效果包括:
[0037]1)本申请所提供的方法,直接采用含碳碳双键的聚氨酯通过电纺丝制备超细纤 维,改变了现有技术中先纺丝再改性的认识。
[0038] 2)本申请所提供的方法制备的聚氨酯纤维,含有碳碳双键功能化基团同时纤维直 径很小,在功能材料领域的应用提供了广阔的前景。
【附图说明】
[0039] 图1是样品1#的纤维直径分布图。
[0040] 图2是样品2#的纤维直径分布图。
[0041] 图3是样品3#的纤维直径分布图。
[0042] 图4是样品4#的纤维直径分布图。
【具体实施方式】
[0043] 下面结合实施例详述本申请,但本申请并不局限于这些实施例。
[0044] 如无特别说明,本申请的实施例中的原料和催化剂均通过商业途径购买。
[0045] 实施例中的电纺丝装置购买自飞世尔科技(FisherScientific)公司,型号为 14-831-201。
[0046] 实施例中纤维平均直径和分布采用国家标准GB/T25885-2010方法测定。
[0047] 含碳碳双键的聚氨酯纤维的分子量采用安捷伦公司(Agilent)的PL-GPC220系 统进行测定。
[0048] 实施例中,丙酮-二正丁胺滴定法的具体方法和条件按照文献【分析实验室, 2007,26(8) :73-76】中 1. 3. 2 部分进行。
[0049] 实施例1
[0050] 原料种类和配比如表1所示。
[0051]表1
[0052]
【主权项】
1. 一种聚氨酯纤维,其特征在于,所述聚氨酯纤维中含有碳碳不饱和双键。
2. 根据权利要求1所述的聚氨酯纤维,其特征在于,所述聚氨酯纤维的直径为200nm至 lOOOnm,数均分子量为15000至35000。
3. 根据权利要求1所述的聚氨酯纤维,其特征在于,所述聚氨酯纤维中的聚氨酯,硬段 的质量百分含量大于50%。
4. 权利要求1所述聚氨酯纤维的制备方法,其特征在于,采用电纺丝方法,以溶解有含 碳碳双键的聚氨酯的有机溶液A为原料,制备所述聚氨酯纤维。
5. 根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述电纺丝方法为将溶解有含碳碳双键 的聚氨酯的有机溶液A通入电纺丝装置中,在喷头内不超过1. 5_,喷头流量为0. lmL/h至 I. 5mL/h、电压5kV至10kV、接收距离IOcm至30cm的条件下,制备所述聚氨醋纤维。
6. 根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述溶解有含碳碳双键的聚氨酯的有机 溶液A中,含碳碳双键的聚氨酯的质量百分含量为20%至50% ;有机溶剂为四氢呋喃和/ 或N,N-二甲基甲酰胺。
7. 根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述含碳碳双键的聚氨酯,由包括以下步 骤的制备方法得到: a) 将溶解有二异氰酸酯和含碳碳双键的聚酯二醇的有机溶液B,在反应温度40°C至 80°C下预反应1小时至8小时,得到混合物C ; 所述溶解有二异氰酸酯和含碳碳双键的聚酯二醇的有机溶液B中,含碳碳双键的聚酯 二醇与二异氰酸酯的摩尔比不超过1:3; b) 测定步骤a)所得混合物C中未反应的二异氰酸酯的量; c) 向步骤a)所得混合物C中加入二元醇,二元醇与未反应的二异氰酸酯的摩尔比为 0.8~1.2 : 1,在反应温度50°C至80°C下至异氰酸酯基团反应完全,得到所述含碳碳双键 的聚氨酯。
8. 根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述二异氰酸酯选自异佛尔酮二异氰酸 酯、甲苯二异腈酸酯、六亚甲基二异腈酸酯中的至少一种。
9. 根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述步骤a)中含碳碳双键的聚酯二醇,由 包括以下步骤的制备方法得到: i) 将含碳碳双键的二元有机酸、二元醇、醋化催化剂和阻聚剂混合,在l〇〇°C至160°C、 非活性气氛下反应1小时至6小时,得到混合物D ; ii) 向所述步骤i)所得混合物D中加入缩聚催化剂,在120°C至200°C、真空下反应1 小时至5h后,经分离得到所述含碳碳双键的聚酯二醇。
10. 根据权利要求9所述的方法,其特征在于,所述含碳碳双键的二元有机酸含有衣康 酸。
【专利摘要】本申请公开了一种聚氨酯纤维及其制备方法。该聚氨酯纤维含有碳碳不饱和双键,直径为200nm至1000nm,数均分子量为15000至35000,所述聚氨酯纤维中硬段的质量百分含量大于50%。该聚氨酯纤维以溶解有含碳碳双键的聚氨酯的有机溶液A为原料,通过电纺丝方法制备得到。该方法直接使用含有碳碳双键的聚氨酯,通过电纺丝制备超细纤维,无需纺丝后改性即可获得含功能性基团的聚氨酯纤维。该方法得到的聚氨酯纤维形貌均匀,比表面积大,且分子结构中含有碳碳双键,有利于其他官能团的进一步修饰,在固载催化剂、传感、分离及生物医药领域具有广泛的应用前景。
【IPC分类】D01F6-70, C08G18-68
【公开号】CN104651969
【申请号】CN201510105671
【发明人】薛文文, 张立生, 倪金平, 那海宁, 朱锦
【申请人】中国科学院宁波材料技术与工程研究所
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2015年3月11日
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