纳米纤维表面的复合薄膜及其制备方法与流程

本发明涉及复合膜领域，尤其涉及一种纳米纤维表面的复合薄膜及其制备方法。

背景技术：

复合薄膜由两层或多层不同材料的薄膜通过上胶或热压等方式复合而成的高分子材料，复合薄膜可以由多层不同材料的薄膜组成，因此可以使复合薄膜兼具多种材料的部分性能，赋予复合薄膜更多性能组合。目前，复合薄膜广泛应用于包装领域，由于复合薄膜具有柔韧性强，力学性能优，生产成本低等特点，研究者逐渐将复合薄膜应用在传感器、超级电容器以及功能纤维等领域，但是，传统的复合薄膜表面都是光滑平整的，存在比表面积小的缺点，无法较好地实现传感，导电，吸附等功能。

技术实现要素：

为解决以上问题，本发明的目的是提供一种纳米纤维表面的复合薄膜及其制备方法，该复合薄膜具有比表面积大的特点。

为实现上述目的，本发明所设计的技术方案是：

纳米纤维表面的复合薄膜，包括基膜，所述基膜的外表面贴附有纳米纤维膜，所述纳米纤维膜中纳米纤维的平均直径为50～800nm；所述基膜为聚丙烯、聚乙烯、聚酯和聚酰胺中的一种，所述纳米纤维膜为聚丙烯、聚乙烯、聚酯和聚酰胺中的一种；所述基膜的厚度为50～100μm，所述纳米纤维膜的厚度为50～100μm。

作为优选，所述纳米纤维膜与基膜为同一种材料。

纳米纤维表面的复合薄膜的制备方法，包括以下步骤：

1)按质量比，称取外层聚合物：醋酸丁酸纤维素为1:9～4:6，混合均匀后作为外层膜原料，将外层膜原料与基膜聚合物投入双层流延膜机，经双层流延膜机挤出、单向拉伸和冷却成型工序后得到由基膜与外层膜叠合的复合薄膜；所述外层聚合物为聚丙烯、聚乙烯、聚酯和聚酰胺中的一种，所述基膜聚合物为聚丙烯、聚乙烯、聚酯和聚酰胺中的一种；

2)将复合薄膜浸泡于丙酮溶液中，利用丙酮萃取外层膜中醋酸丁酸纤维素后，外层膜形成纳米纤维膜，干燥后得到纳米纤维表面的复合薄膜。

作为优选，所述基膜聚合物与外层聚合物为同一种材料。基膜聚合物与外层聚合物为同一种材料制得的纳米纤维表面的复合薄膜中两层膜的复合效果更好，贴附的更紧。

作为优选，所述纳米纤维膜厚度为50～100μm，基膜厚度为50～100μm。

作为优选，所述纳米纤维膜中纳米纤维的平均直径为50～800nm。

作为优选，所述外层膜原料与基膜聚合物的质量比为1:1～2。

本发明的优点在于：

1，与传统的复合膜相比，本发明的外层膜为纳米纤维膜，将外层的比表面积扩大了几十倍，纳米纤维膜中纳米纤维的平均直径为50～800nm，纳米级的纤维具有优异的表面活性，若经过功能性物质处理，该微米级的纳米纤维膜可紧密吸附功能性物质从而实现特殊的功能，如导电，亲水，疏水，即可在特殊纺织面料，传感，超级电容器等领域得到应用。

2，通过双层流延膜机复合后，纳米纤维膜与基膜的复合效果好，无需粘黏剂。

3，外层聚合物：醋酸丁酸纤维素质量比为1:9～4:6时，醋酸丁酸纤维素作为海相，外层聚合物作为岛相，外层膜经过共混挤出牵伸，热值相分离，热外层聚合物被分散成纳米纤维结构，通过丙酮将醋酸丁酸纤维素萃取后，外层膜变为纳米纤维膜，并固定在基膜的表面，形成纳米纤维表面的复合膜。当质量比小于1:9，外层的纳米纤维膜过于稀少，当质量比大于4:6，则醋酸丁酸纤维素被均匀的分散在外层聚合物中，并且不能形成连续相，当丙酮萃取后，不能形成纳米纤维结构而是形成孔洞结构。

附图说明

图1为本发明纳米纤维表面的复合薄膜的结构示意图；

图2为图1中纳米纤维膜的结构示意图；

图3为实施例1～4中步骤1)得到的复合薄膜的结构示意图；

图中各部件标号如下：纳米纤维膜1、基膜2、外层膜3。

具体实施方式

为更好地理解本发明，以下将结合附图和具体实例对发明进行详细的说明。

实施例1

纳米纤维表面的复合薄膜的制备方法，包括以下步骤：

1)称取聚丙烯100g与醋酸丁酸纤维素900g，混合均匀后作为外层膜原料，再称取聚丙烯2000g作为基膜聚合物；将外层膜原料与基膜聚合物投入双层流延膜机，经双层流延膜机挤出、单向拉伸和冷却成型工序后得到由基膜2与外层膜3叠合的复合薄膜(如图3所示)；

2)将复合薄膜浸泡于丙酮溶液中，利用丙酮萃取外层膜3中醋酸丁酸纤维素后，外层膜3形成纳米纤维膜1，干燥后得到纳米纤维表面的复合薄膜(如图1所示)。

如图1，纳米纤维表面的复合薄膜中纳米纤维膜1厚度为50μm，基膜2厚度为100μm，结合图2所示，纳米纤维膜1中纳米纤维的平均直径为800nm。

实施例2

1)称取聚乙烯400g与醋酸丁酸纤维素600g，混合均匀后作为外层膜原料，再称取聚乙烯1000g作为基膜聚合物；将外层膜原料与基膜聚合物投入双层流延膜机，经双层流延膜机挤出、单向拉伸和冷却成型工序后得到由基膜2外层膜3叠合的复合薄膜(如图3所示)；

2)将复合薄膜浸泡于丙酮溶液中，利用丙酮萃取外层膜中醋酸丁酸纤维素后，外层膜3形成纳米纤维膜1，干燥后得到纳米纤维表面的复合薄膜(如图1所示)。

如图1，纳米纤维表面的复合薄膜中纳米纤维膜1厚度为100μm，基膜2厚度为50μm，结合图2所示，纳米纤维膜1中纳米纤维的平均直径为50nm。

实施例3

1)称取聚酯200g与醋酸丁酸纤维素为800g，混合均匀后作为外层膜原料，再称取聚酯1500g作为基膜聚合物；将外层膜原料与基膜聚合物投入双层流延膜机，经双层流延膜机挤出、单向拉伸和冷却成型工序后得到由基膜2外层膜3叠合的复合薄膜(如图3所示)；

2)将复合薄膜浸泡于丙酮溶液中，利用丙酮萃取外层膜中醋酸丁酸纤维素后，外层膜3形成纳米纤维膜1，干燥后得到纳米纤维表面的复合薄膜(如图1所示)。

如图1，纳米纤维表面的复合薄膜中纳米纤维膜1厚度为72μm，基膜2厚度为86μm，结合图2所示，纳米纤维膜1中纳米纤维的平均直径为500nm。

实施例4

1)称取聚酰胺300g与醋酸丁酸纤维素700g，混合均匀后作为外层膜原料，再称取聚酰胺1000g作为基膜聚合物；将外层膜原料与基膜聚合物投入双层流延膜机，经双层流延膜机挤出、单向拉伸和冷却成型工序后得到由基膜2外层膜3叠合的复合薄膜(如图3所示)；

2)将复合薄膜浸泡于丙酮溶液中，利用丙酮萃取外层膜中醋酸丁酸纤维素后，外层膜3形成纳米纤维膜1，干燥后得到纳米纤维表面的复合薄膜(如图1所示)。

如图1，纳米纤维表面的复合薄膜中纳米纤维膜1厚度为75μm，基膜2厚度为78μm，结合图2所示，纳米纤维膜1中纳米纤维的平均直径为100nm。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。