如图2所示，图2(a)是直接电纺得到的无纺布，它不能够直接用于分离过程，因为 它的结构很蓬松，强度也比较低；图2(b)是交联后的阴离子交换膜，它变得更稠密，机械强 度变高，可用于实际应用过程。
[0036] 如图3所示，是膜的机械强度随交联时间变化曲线，随着交联时间由20h增加到 32h，阴离子交换膜的拉伸强度是先增大后减小，当交联时间达到24h，阴离子交换膜的拉伸 强度达到最大的3. 62MPa。
[0037] -种高压静电纺丝法制备阴离子交换膜的方法，包括如下步骤：
[0038] 1)制备共聚物
[0039]将含胺基聚合单元和含羟基聚合单元两种单体分别减压蒸馏，除去阻聚剂；将含 胺基聚合单元、含羟基聚合单元和甲醇加入三颈烧瓶中制备共聚物；
[0040] 2)配制纺丝液
[0041] 称取一定量的聚合物加入到溶剂DMF中，机械搅拌20min使其溶解得到纺丝液，配 制的纺丝液浓度为10-50wt% ;静电纺参数为电压为l-15kV ;溶液流速为0. 1-1. 5mL ? h S 喷头与接收物间的距离为l_2〇cm;
[0042] 具体为：纺丝液的浓度以在烧杯壁上挂壁，有一定黏度为佳；先期做预实验确定 电纺参数的大致范围，然后设计正交试验表，分别在9组正交参数条件下进行电纺，将得到 的无纺布放在扫面电镜下观察并拍照，纤维直径大小是从一个SEM图上任意取约100根纤 维用Adobe Acrobat软件测量纤维直径，计算得出纤维的平均值、方差数值，分析数据最终 得到最优的静电纺参数；
[0043] 3)制备阴离子交换膜
[0044] 将步骤2)中得到的纺丝液电纺得到纳米纤维无纺布，将纳米纤维无纺布的胺基 进行季胺化的同时进行化学交联后，再对其羟基进行化学交联得到致密的阴离子交换膜；
[0045] 具体为：在静电纺参数为电压为1~15kV;溶液流速为0.1~I. 5mL4S喷头与 接收物间的距离为1~20cm条件下电纺30min得到纳米纤维无纺布，将其放在真空干燥箱 中干燥2h除去表面残余的溶剂后；在80°C环境下，用二卤代烷对膜结构材料中的胺基进行 季胺化的同时对纳米纤维无纺布进行12h化学交联；为进一步提高其机械性能再将其放在 60°C的醛蒸汽中交联24h对其羟基进行化学交联得到致密的阴离子交换膜；
[0046] 4)性能测试
[0047] A、计算含水量
[0048] 称取一定质量的阴离子交换膜干膜，将其浸泡在去离子水中2天后取出，将阴离 子交换膜表面的水用过滤纸擦干后精确称量其重量，计算其水含量；
[0049] B、测量机械强度
[0050] 用拉力试验机测量机械强度，测试样品的标准形状为哑铃型，长度为25mm，拉伸速 度为3mm/min;取10个样品膜进行测试，然后取其平均值；
[0051] C、计算选择透过度
[0052] 在膜两侧溶液的温度为25°C时，在阴离子交换膜的两侧分别注入不同浓度的同种 溶液，由于浓度不同在膜两侧分别出现了阴阳离子过剩的现象，在膜两侧形成膜电位；选择 KC1、KN0 3、K2SO4配制不同浓度溶液测量出膜电位后运用公式算出Cl、NO3、S04 2的选择透 过度（P)。
[0053] 步骤1)中，含胺基聚合单元是指甲基丙烯酸二甲氨乙酯、丙烯酸二甲氨乙酯、甲 基丙烯酸乙基三甲基氯化铵、2-二甲基丙烯酸乙酯、丙烯酰胺中的任意一种；含羟基聚合 单元是指甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯酸羟丙酯、2-羟甲基丙烯酸乙酯中的 任意一种。含胺基聚合单元和含羟基聚合单元，这两个聚合单元可采用自由基聚合生成无 规共聚物或活性自由基聚合生成嵌段（接枝）共聚物。
[0054] 步骤1)中，含胺基聚合单元选用甲基丙烯酸二甲氨乙酯，所述的含羟基聚合单元 选用甲基丙烯酸羟乙酯；采用自由基聚合（甲基丙烯酸二甲氨乙酯/甲基丙烯酸羟乙酯） 生成共聚物。
[0055] 步骤1)中，将甲基丙烯酸二甲氨乙酯（HEMA)和甲基丙烯酸羟乙酯（DMAEMA)两种 单体分别减压蒸馏，除去阻聚剂；将摩尔比为1 :4的HEMA、DMAEMA两种单体和50mL甲醇加 入三颈烧瓶中制备共聚物。
[0056] 具体为：将I. 115mLHEMA、6. 191mLDMAEMA和50mL甲醇加入三颈烧瓶中，打开冷凝 7K，用搅拌桨搅拌，通入氮气使装置隔绝空气，控制60°C恒温油浴，30分钟后，加入0. 14g引 发剂AIBN(质量为两单体总质量的2% )，之后持续通入氮气，反应Ilh ;反应结束后，加入 乙醚使聚合物沉淀，过滤，在真空干燥箱内60°C干燥12h，得到共聚物，取出称重为3. 124g， 收率为43. 8% ;
[0057] 步骤2)中，溶剂为甲醇、丙酮、乙酸、四氢呋喃和N，N二甲基甲酰胺（DMF)中的任 意一种。
[0058] 步骤2)中，所述的溶剂为N，N二甲基甲酰胺，其它溶剂如甲醇、丙酮、乙酸、四氢 呋喃等静电纺得到的纳米纤维表面粗糙凹凸不平或存在小的液滴，不能形成完整的圆柱表 面，由N，N二甲基甲酰胺（DMF)作为溶剂静电纺丝得到的纳米纤维形貌表面光滑，纤维直径 小，分布均匀。
[0059] 步骤2)中，静电纺丝工艺中配制的溶液浓度为42wt %，施加的电压为10kV，溶液 流速为1.0 mL ? h \喷头与接收物间的距离为14cm。
[0060] 步骤3)中，纳米纤维无纺布的纤维直径为100~300nm，直径的方差为0. 01~ 〇? 15,孔径为 80 ~500nm。
[0061] 步骤3)中，得到的纳米纤维无纺布需要进一步交联处理，可以用二卤代烷对膜结 构材料中的胺基进行季胺化的同时对纳米纤维无纺布进行化学交联，为进一步提高其机械 性能再将其放在醛中对其羟基进行化学交联。或者可以首先将得到的纳米纤维无纺布放在 醛中交联一定时间，再用碘甲烷季胺化处理得到阴离子交换膜。步骤3)中，二卤代烷为二 氯甲烷、1，2-二氯乙烷、1，4-二氯丁烷和1，4-二溴丁烷等中的任意一种。
[0062] 步骤3)中，醛为甲醛、丙醛、乙醛、戊二醛等中的任意一种或者几种的组合。
[0063] 为增强其机械性能可以进一步与聚酰亚胺、Nafion等高强度膜复合，形成本专利 所制膜居中的"三明治"型结构膜。
[0064] 实施例1
[0065] 在装有搅拌桨、队导管以及回流冷凝管的IOOmL的三口反应器中，加入溶剂甲醇、 单体甲基丙烯酸二甲氨乙酯和甲基丙烯酸羟乙酯，启动搅拌器使之完全溶解，并同时通入 N 2鼓泡30min，升温至反应温度60°C。加入引发剂AIBN，聚合控制在动力学稳定阶段，反 应IOh后将反应物加到大量的乙醚中沉淀析出得到白色沉淀物，抽滤后在真空干燥箱中干 燥得到白色共聚（甲基丙烯酸二甲胺乙酯/甲基丙烯酸羟乙酯）聚合物，其数均分子量为 74000。实施例1目的是得到共聚（甲基丙烯酸二甲胺乙酯/甲基丙烯酸羟乙酯）聚合物 用于下一步电纺使用。
[0066] 实施例2
[0067] 将甲醇、丙酮、乙酸、N，N二甲基甲酰胺（DMF)分别用作溶剂配制纺丝液，高压静电 纺丝，观察得到的纤维形貌，如图1。从图中可以看出，所用溶剂为甲醇、丙酮、乙酸的纺丝液 静电纺丝得到的纳米纤维，或存在液滴或纤维表面粗糙，部分纤维的微观形态杂乱呈现絮 状，纤维直径变化大，且部分纤维裂开，未能形成完整的圆柱表面。而用N，N二甲基甲酰胺 (DMF)作为溶剂静电纺丝得到的纳米纤维形貌表面光滑，纤维直径小，分布均匀。实施例2 目的是是获得最佳的溶剂以使得电纺得到的纤维表面光滑，形貌较好。
[0068] 实施例3
[0069] 静电纺丝得到的纳米纤维无纺布结构很蓬松，强度也比较低。所以必须对其进行 交联处理，将纳米纤维无纺布用1，4-二溴丁烷对膜结构材料中的胺基进行季胺化的同时 对纳米纤维无纺布进行化学交联，为进一步提高其机械性能再将其放在60°C的甲醛蒸汽中 交联24h对其羟基进行化学交联得到致密的阴离子交换膜。如图2所示，交联后纳米纤维无 纺布变得更致密，机械强度大大增强，拉伸强度随时间的变化趋势图如图3所示，随着交联 时间由20h增加到32h，阴离子交换膜的拉伸强度是先增大后减小。当交联时间达到24h， 阴离子交换膜的拉伸强度达到最大的3. 62MPa。目的是确定最佳的交联时间以获得拉伸强 度最大的阴离子交换膜。
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