低温光聚合法制备聚乙二醇二丙烯酸酯交联纤维的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及高分子材料技术领域，尤其涉及一种低温光聚合法制备聚乙二醇二丙烯酸酯交联纤维的方法。
【背景技术】
[0002]纤维是指由连续或不连续的细丝组成的物质。由于纤维具有尺寸小，长径比高，比表面积和量子尺寸效应等优点，在组织工程支架，高级防护服，高效传感器，药物控释载体和催化剂载体等方面具有广泛的应用前景。
[0003]目前制备纤维的方法主要有超高倍拉伸熔体纺丝法，海岛型复合纺丝法，模板聚合法，静电纺丝法和相分离。超高倍拉伸熔体纺丝法是聚合物经过超高倍拉伸制备长丝型超细纤维，虽然此方法成本较低，但只有能承受巨大应变的聚合物材料才能有可能制备成纳米纤维，且该方法制备超细纤维的过程中容易产生毛丝。海岛型复合纺丝法是采用共混熔体纺丝的方法，将两种互不相溶的聚合物通过双螺杆挤出到特殊设计的分配板和喷丝板制备出共混纤维。模板聚合法是用纳米多孔膜作为模板来制备纳米纤维或中空纳米纤维的方法，该方法聚合条件易于控制，聚合影响因素少，可以获得各种结构的纳米尺寸聚合物产物，反应完成后模板容易去除，主要缺点就是非常耗时。静电纺丝法是一种比较容易制备出连续的各种形貌的纳米纤维的一种方法，所制备的纤维的直径小于lOOnm，长度可以达到几千米，其缺点是很难进行大规模生产。相分离法是溶解、凝胶化、萃取、冷凝和干燥得到纳米多孔泡沫的过程，得到的聚合物多孔纳米纤维直径在300?900nm之间，孔径为I?120nm。其缺点是需要花费很长的时间使聚合物转化为纳米多孔泡沫。
[0004]聚乙二醇二丙烯酸酯中含有聚乙二醇的主链，且聚乙二醇具有良好的极性，水溶性和柔性，有类似冠醚等结构特征，因而在制备高吸水性树脂、涂料、粘合剂、水处理阻垢剂、固定酶、药物载体以及水凝胶等功能高分子材料方面都有着重要的用途。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种低温光聚合法制备聚乙二醇二丙烯酸酯交联纤维的方法，通过光聚合可以得到聚乙二醇二丙烯酸酯交联纤维，有良好的极性，水溶性和柔性，有类似冠醚等结构特征，在制备高吸水性树脂、涂料、粘合剂、水处理阻垢剂、固定酶、药物载体以及水凝胶等功能高分子材料方面都有着重要的用途。
[0006]本发明所采用的技术方案是:
[0007]一种低温光聚合法制备聚乙二醇二丙烯酸酯交联纤维的方法，包括以下步骤:
[0008]I)将水溶性的聚乙二醇二丙烯酸酯的混合物与光引发剂溶于水中，低温冷冻，得冷冻结晶固体，
[0009]2)将冷冻结晶固体在光的作用下光照交联，得交联冷冻结晶固体，
[0010]3)将交联冷冻结晶固体冷冻干燥除去水，得到的交联纤维；
[0011]所述水溶性的聚乙二醇二丙烯酸酯与水的质量比为1-5:100-10000，
[0012]所述光引发剂与水溶性的聚乙二醇二丙烯酸酯混合物的质量比为0.001-0.1:1。
[0013]作为优选，所述水溶性的聚乙二醇二丙烯酸酯为聚乙二醇(600) 二丙烯酸酯，聚乙二醇(700) 二丙烯酸酯，聚乙二醇(1000) 二丙烯酸酯，聚乙二醇(2000) 二丙烯酸酯，聚乙二醇(4000) 二丙烯酸酯，聚乙二醇(6000) 二丙烯酸酯，聚乙二醇(10000) 二丙烯酸酯，聚乙二醇(20000) 二丙烯酸酯中的一种或几种。其中聚乙二醇(600) 二丙烯酸酯为以聚乙烯醇600为原料形成的聚乙二醇二丙烯酸酯，其他原料与此类似。
[0014]作为优选，所述光引发剂为2959，8700，水溶性硫杂蒽酮类光引发剂，水溶性的樟脑醌光弓I发剂，或水溶性的二苯甲酮类光引发剂。
[0015]作为优选，所述低温冷冻的冷冻温度为_197°C -(TC。
[0016]作为优选，所述低温冷冻的冷冻过程为快速冷冻。是将混合溶液在极短的时间内冷冻结晶，一般控制在3min之内。
[0017]作为优选，所述光照交联的温度为_197°C -(TC。
[0018]作为优选，所述光照交联所用的光源为可见光光源和紫外光光源。
[0019]本发明的有益效果是:本发明提供的一种低温光聚合法制备聚乙二醇二丙烯酸酯交联纤维的方法，通过光聚合可以得到聚乙二醇二丙烯酸酯交联纤维，有良好的极性，水溶性和柔性，有类似冠醚等结构特征，在制备高吸水性树脂、涂料、粘合剂、水处理阻垢剂以及水凝胶等功能高分子材料方面都有着重要的用途；也可作为组织工程支架、催化剂载体和药物控释载体。
【附图说明】
[0020]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0021]图1是采用本发明的一种低温光聚合法制备聚乙二醇二丙烯酸酯交联纤维的方法制备的交联纤维。
【具体实施方式】
[0022]现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
[0023]实施例1
[0024]将水溶性的聚乙二醇(600) 二丙烯酸酯和光引发剂2959(2959与聚乙二醇(600)二丙烯酸酯的质量比=0.1/1)溶于溶剂水中(聚乙二醇(600) 二丙烯酸酯与水的质量比=1/100)，于o°c低温冷冻，使水冷冻结晶，在o°c低温下用紫外光光源光照交联，冷冻干燥除去溶剂水，得到交联纤维材料，如图1所示。
[0025]实施例2
[0026]将水溶性的聚乙二醇(20000) 二丙烯酸酯和水溶性的樟脑醌光引发剂(水溶性的樟脑醌光引发剂与聚乙二醇(20000) 二丙烯酸酯的质量比=0.001/1)溶于溶剂水中(聚乙二醇(20000) 二丙烯酸酯与水的质量比=1/1000)，于-197°C低温冷冻，使水冷冻结晶，在-197°C低温下用可见光光源光照交联，冷冻干燥除去溶剂水，得到交联纤维材料。
[0027]实施例3
[0028]将水溶性的聚乙二醇(4000) 二丙烯酸酯和水溶性硫杂蒽酮类光引发剂(水溶性硫杂蒽酮类光引发剂与聚乙二醇(4000) 二丙烯酸酯的质量比=0.005/1)溶于溶剂水中(聚乙二醇(4000) 二丙烯酸酯与水的质量比=5/10000)，于-50°C低温冷冻，使水冷冻结晶，在-20°C低温下用紫外光光源光照交联，冷冻干燥除去溶剂水，得到交联纤维材料。
[0029]实施例4
[0030]将水溶性的聚乙二醇(1000) 二丙烯酸酯和水溶性的二苯甲酮类光引发剂(水溶性的二苯甲酮类光引发剂与聚乙二醇(1000) 二丙烯酸酯的质量比=0.05/1)溶于溶剂水中(聚乙二醇(1000) 二丙烯酸酯与水的质量比=5/1000)，于-100°c低温冷冻，使水冷冻结晶，在-10°c低温下用紫外光光源光照交联，冷冻干燥除去溶剂水，得到交联纤维材料。
[0031]实施例5
[0032]将水溶性的聚乙二醇(6000) 二丙烯酸酯和光引发剂8700(8700与聚乙二醇(6000) 二丙烯酸酯的质量比=0.008/1)溶于溶剂水中(聚乙二醇(6000) 二丙烯酸酯与水的质量比=9/10000)，于-60°C低温冷冻，使水冷冻结晶，在_100°C低温下用紫外光光源光照交联，冷冻干燥除去溶剂水，得到交联纤维材料。
[0033]实施例6
[0034]将水溶性的聚乙二醇(10000) 二丙烯酸酯和光引发剂2959(2959与聚乙二醇(10000) 二丙烯酸酯的质量比=0.01/1)溶于溶剂水中(聚乙二醇(10000) 二丙烯酸酯与水的质量比=1/1000)，于-30°c低温冷冻，使水冷冻结晶，在-40°c低温下用紫外光光源光照交联，冷冻干燥除去溶剂水，得到交联纤维材料。
[0035]实施例7
[0036]将水溶性的聚乙二醇(700) 二丙烯酸酯和光引发剂8700(8700与聚乙二醇(700)二丙烯酸酯的质量比=0.005/1)溶于溶剂水中(聚乙二醇(700) 二丙烯酸酯与水的质量比=7/10000)，于-80°C低温冷冻，使水冷冻结晶，在_47°C低温下用紫外光光源光照交联，冷冻干燥除去溶剂水，得到交联纤维材料。
[0037]实施例8
[0038]将水溶性的聚乙二醇(2000) 二丙烯酸酯和水溶性硫杂蒽酮类光引发剂(水溶性硫杂蒽酮类光引发剂与聚乙二醇(2000) 二丙烯酸酯的质量比=0.001/1)溶于溶剂水中(聚乙二醇(2000) 二丙烯酸酯与水的质量比=2/10000)，于-50°C低温冷冻，使水冷冻结晶，在-70°C低温下用紫外光光源光照交联，冷冻干燥除去溶剂水，得到交联纤维材料。
[0039]以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
【主权项】
1.一种低温光聚合法制备聚乙二醇二丙烯酸酯交联纤维的方法，包括以下步骤: 1)将水溶性的聚乙二醇二丙烯酸酯的混合物与光引发剂溶于水中，低温冷冻，得冷冻结晶固体， 2)将冷冻结晶固体在光的作用下光照交联，得交联冷冻结晶固体， 3)将交联冷冻结晶固体冷冻干燥除去水，得到的交联纤维； 所述水溶性的聚乙二醇二丙烯酸酯与水的质量比为1-5:100-10000， 所述光引发剂与水溶性的聚乙二醇二丙烯酸酯混合物的质量比为0.001-0.1:1。2.如权利要求1所述的一种低温光聚合法制备聚乙二醇二丙烯酸酯交联纤维的方法，其特征在于:所述水溶性的聚乙二醇二丙烯酸酯为聚乙二醇(600) 二丙烯酸酯，聚乙二醇(700) 二丙烯酸酯，聚乙二醇(1000) 二丙烯酸酯，聚乙二醇(2000) 二丙烯酸酯，聚乙二醇(4000) 二丙烯酸酯，聚乙二醇(6000) 二丙烯酸酯，聚乙二醇(10000) 二丙烯酸酯，聚乙二醇(20000) 二丙烯酸酯中的一种或几种。3.如权利要求1所述的一种低温光聚合法制备聚乙二醇二丙烯酸酯交联纤维的方法，其特征在于:所述光引发剂为2959，8700，水溶性硫杂蒽酮类光引发剂，水溶性的樟脑醌光引发剂，或水溶性的二苯甲酮类光引发剂。4.如权利要求1所述的一种低温光聚合法制备聚乙二醇二丙烯酸酯交联纤维的方法，其特征在于:所述低温冷冻的冷冻温度为_197°C -0°C。5.如权利要求1所述的一种低温光聚合法制备聚乙二醇二丙烯酸酯交联纤维的方法，其特征在于:所述低温冷冻的冷冻过程为快速冷冻。6.如权利要求1所述的一种低温光聚合法制备聚乙二醇二丙烯酸酯交联纤维的方法，其特征在于:所述光照交联的温度为_197°C -(TC。7.如权利要求1所述的一种低温光聚合法制备聚乙二醇二丙烯酸酯交联纤维的方法，其特征在于:所述光照交联所用的光源为可见光光源和紫外光光源。
【专利摘要】本发明提供了一种低温光聚合法制备聚乙二醇二丙烯酸酯交联纤维的方法，发明提供的这种交联纤维是使用聚乙二醇二丙烯酸酯在自由基光引发剂的引发下，低温光聚合反应获得交联纤维，可作为组织工程支架、催化剂载体和药物控释载体。其制备方法为，将水溶性的聚乙二醇二丙烯酸酯和引发剂溶于水中，低温冷冻，使水冷冻结晶，在低温光照交联，冷冻干燥除去水，得到交联纤维材料。该方法的特点是制备工艺简单，速度快，材料交联和成纤维的过程通过一步反应完成。
【IPC分类】D01F6/16, C08F2/48, C08F120/28
【公开号】CN104894671
【申请号】CN201510299267
【发明人】王克敏, 张楠, 管佳瑜, 殷红, 陈佳杰
【申请人】常州大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月4日