专利名称：一种新的聚降冰片烯成型的方法
技术领域：
本发明涉及一种聚降冰片烯的新的成型方法，具体地说涉及一种乙烯型聚合的聚降冰片烯的新的成型方法。
背景技术：
降冰片烯最初只有法国ORKEN/NORSOLAR公司(原cdf chemie公司)生产，于1975年实现工业化，此后东德veb leuna-werke“walter ulbrient”公司和俄罗斯tobolck石油化学联合企业以及巴库阿塞拜疆石油化学过程研究所也进行了许多研究，降冰片烯采用不同的催化剂，在不同的聚合条件下可以得到不同的聚合物，有复分解式聚合，阳离子/阴离子聚合，乙烯型聚合。Sartori等人第一次报道了降冰片烯的乙烯基聚合。降冰片烯乙烯基聚合制造了一种特殊的聚合物，它保留了单体的双环结构而且没有双键。分子动态模拟实验显示出乙烯基降冰片烯有无规线团构象的特点，并且是一类限制主链旋转的特殊材料。它是一种非常有发展潜力的材料，它不仅可用于微电子方面和光学方面，而且它还可用于负载和气体分离方面。
聚降冰片烯是一种新型材料，具有分子量大，透明性好，硬度大，高的热分解温度，良好的热稳定性以及出色的电绝缘性质等一系列优良性质，它是一种非常有发展潜力的材料，它不仅可用于微电子方面和光学方面，而且它还可用于负载和气体分离方面，如可用作形状记忆材料，振动阻尼材料，隔音材料等，也可用作废油废水处理剂和空气新鲜化剂。由于聚降冰片烯的加工成型非常困难，以上的应用只是搀杂聚降冰片烯的粉末，没有充分发掘乙烯基聚降冰片烯的诸多优异性能，到目前为止没有见到聚降冰片烯应用在纤维方面的报道，尤其是在纳米纤维方面的报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种聚降冰片烯的新的成型方法——静电纺丝法，即聚合物喷射静电拉伸纺丝法。
本发明所涉及的降冰片烯的乙烯基聚合反应式如下 为了实现上述目的，本发明采用了以下步骤1.聚合物溶液带上几千至上万伏高压静电，在毛细管和接受屏之间形成电场，电场距离为3.6～8cm，当电场力和聚合物溶液的表面张力相等时，悬挂在毛细管末端的液滴处于平衡状态；2.增加电压，使带电液滴不稳定，调节电压直至形成带电喷射；3.在接受屏幕上收集到纤维；4.将纺出的纤维在空气中干燥或者在凝固浴中去除溶剂。
本发明涉及的聚降冰片烯有5种不同的分子量，其中A为54万，B为95万，C为150万，D为225万，E为326万，不同分子量的聚降冰片烯纺制合适直径的纤维时使用的浓度和电压不同，具体为分子量为54万的A型聚降冰片烯，浓度为4～5％，电压为7～12kv；分子量为95万的B型聚降冰片烯，浓度为3～5％，电压为8～10kv；分子量为150万的C型聚降冰片烯，浓度为4～6％，电压为7～13kv；分子量为225万的D型聚降冰片烯，浓度为3～4％，电压为6～12kv；分子量为326万的E型聚降冰片烯，浓度为2～2.5％，电压为8～17kv。
利用本发明所生产的聚降冰片烯能够达到电子封装材料的热性能指标，有很好的光学性能，可以在光学纤维和高性能光学镜片方面有更深入的应用。
具体实施例方式
下面结合实施例对本发明进行进一步说明
本发明所用的纺丝溶剂为邻二氯苯，纺丝结果如下的表格所示实施例 分子量 浓度 电压 电场距 荧光染 纤维直(万) (kv) 离(cm) 料 径(μm)1 54 4％76无 0.62 54 4％97无 0.43 54 4.5％ 12 5无 0.34 54 5％10 5无 0.35 54 5％10 7无 0.5实施例 分子量 浓度 电压 电场距 荧光染 纤维直(万) (kv) 离(cm) 料 径(μm)6 95 3％94无 0.57 95 4％85无 0.48 95 5％10 7无 0.7实施例 分子量 浓度 电压 电场距 荧光染 纤维直(万) (kv) 离(cm) 料 径(μm)9 150 4％75无 0.510 150 5％88无 0.311 150 6％11 6无 112 150 4％95荧光黄 0.313 150 5％13 8荧光红 1.214 150 6％12 7荧光黄 0.1实施例 分子量 浓度 电压 电场距 荧光染 纤维直(万) (kv) 离(cm) 料 径(μm)15 225 3％86无 0.416 225 3.5％ 12 8无 0.717 225 4％64无 0.7实施例 分子量 浓度 电压 电场距 荧光染 纤维直(万) (kv) 离(cm) 料 径(μm)18 326 2％17 3.6 无 1.219 326 2％15 3.6 无 0.420 326 2.5％ 83.6 无 80nm
实施例1 配制聚降冰片烯(分子量54万)质量百分比为4％的聚降冰片烯邻二氯苯溶液。水浴加热80℃、4h以后完全溶解。把装有邻二氯苯的PNB溶液的针管做正极，圆形金属板做负极，电场之间的距离为6cm。施加电压，悬挂在针头末端的液滴变为圆锥形。当电压达到一定值时，作用在圆锥体表面的电场力克服了表面张力，从锥体中形成喷射流。在纺丝过程中，溶剂挥发，于是负极的接收屏上得到基本干燥的纤维，60℃真空干燥4h。调节电压，当电压为7Kv时接收的纤维直径经测量为0.6μm。
实施例2 调节实施例1中的电压以及正负极之间的距离，增加电压到9kv，改变针尖到接收屏之间的距离为7cm。负极的接收屏上得到纤维，60℃真空干燥4h。接收的纤维直径经测量为0.4μm。
实施例3 同实施例1中的配制浓度为4.5％的聚降冰片烯邻二氯苯溶液，在电压为12kv，针尖到接收屏之间的距离为5cm。在负极的接收屏上接收纤维，60℃真空干燥4h。接收的纤维直径经测量为0.3μm。
实施例4 同实施例1中的配制浓度为5％的聚降冰片烯邻二氯苯溶液，在电压为10kv，针尖到接收屏之间的距离为5cm。在负极的接收屏上接收纤维，60℃真空干燥4h。接收的纤维直径经测量为0.3μm。
实施例5 同实施例1中的配制浓度为5％的聚降冰片烯邻二氯苯溶液，在电压为10kv，针尖到接收屏之间的距离为7cm。在负极的接收屏上接收纤维，60℃真空干燥4h。接收的纤维直径经测量为0.5μm。
实施例6 配制聚降冰片烯(分子量95万)质量百分比为3％的邻二氯苯溶液。在30℃温度下2d完全溶解。装有邻二氯苯的PNB溶液的针管做正极，圆形金属板做负极，施加电压。调节电压到9Kv，针尖到接收屏之间的距离为4cm。接收到基本干燥的纤维，50℃真空干燥7h。纤维直径经测量为0.5μm。
实施例7 配制聚降冰片烯(分子量95万)质量百分比为4％的邻二氯苯溶液。水浴加热50℃、10h完全溶解。装有邻二氯苯的PNB溶液的针管做正极，圆形金属板做负极，施加电压8kv，针尖到接收屏之间的距离为5cm。作用在圆锥体表面的电场力克服了表面张力，液体从锥体中形成喷射流。负极的接收屏上得到纤维，60℃真空干燥4h，接收的纤维直径经测量为0.4μm。
实施例8 配制聚降冰片烯(分子量95万)质量百分比为5％的邻二氯苯溶液。水浴加热80℃、4h完全溶解。装有邻二氯苯的PNB溶液的针管做正极，圆形金属板做负极，施加电压10Kv，针尖到接收屏之间的距离为7cm。作用在圆锥体表面的电场力克服了表面张力，液体从锥体中形成喷射流。负极的接收屏上得到纤维，40℃真空干燥12h，接收的纤维直径经测量为0.7μm。
实施例9 配制聚降冰片烯(分子量150万)质量百分比为4％的邻二氯苯溶液，水浴加热60℃、7h完全溶解，加入荧光染料黄0.0017g。装有PNB的邻二氯苯的溶液针管做正极，圆形金属板做负极，施加电压，进行纺丝，得到的纤维在40℃真空干燥13h。当电压为7Kv，针尖到接收屏之间的距离为5cm时纤维直径经测量为0.5μm。
实施例10 配制聚降冰片烯(分子量150万)质量百分比为5％的邻二氯苯溶液，水浴加热80℃、4h完全溶解。装有PNB的邻二氯苯的溶液针管做正极，圆形金属板做负极，施加电压，进行纺丝，得到的纤维在60℃真空干燥4h。当电压为8Kv，针尖到接收屏之间的距离为8cm时纤维直径经测量为0.3μm。
实施例11 配制聚降冰片烯(分子量150万)质量百分比为6％的邻二氯苯溶液，水浴加热80℃、4h完全溶解。装有PNB的邻二氯苯的溶液针管做正极，圆形金属板做负极，施加电压，进行纺丝，得到的纤维在60℃真空干燥4h。当电压为11Kv，针尖到接收屏之间的距离为6cm时纤维直径经测量为1μm。
实施例12 配制聚降冰片烯(分子量150万)质量百分比为4％的邻二氯苯溶液4g，加入荧光染料黄0.0017g。水浴加热80℃、4h完全溶解。装有PNB的邻二氯苯的溶液针管做正极，圆形金属板做负极，施加电压，进行纺丝，得到的纤维在60℃真空干燥4h。当电压为9Kv，针尖到接收屏之间的距离为5cm时纤维直径经测量为0.3μm。
实施例13 配制聚降冰片烯(分子量150万)质量百分比为5％的邻二氯苯溶液4g，水浴加热80℃、4h完全溶解，加入荧光染料红0.0017g。装有PNB的邻二氯苯的溶液针管做正极，圆形金属板做负极，施加电压，进行纺丝，得到的纤维在60℃真空干燥4h。当电压为13Kv，针尖到接收屏之间的距离为8cm时纤维直径经测量为1.2μm。
实施例14 配制聚降冰片烯(分子量150万)质量百分比为4％的邻二氯苯溶液4g，水浴加热80℃、4h完全溶解，加入荧光染料黄0.0017g。装有PNB的邻二氯苯的溶液针管做正极，圆形金属板做负极，施加电压，进行纺丝，得到的纤维在60℃真空干燥4h。当电压为12Kv，针尖到接收屏之间的距离为7cm时纤维直径经测量为0.3μm。
实施例15 配制聚降冰片烯(分子量225万)质量百分比为3％的邻二氯苯溶液。水浴加热80℃、8h完全溶解。装有邻二氯苯的PNB溶液的针管做正极，圆形金属板做负极，施加电压8kv，针尖到接收屏之间的距离为6cm，进行纺丝。接收到的纤维在30℃真空干燥18h。经测量直径为0.4μm。
实施例16 配制聚降冰片烯(分子量225万)质量百分比为3.5％的邻二氯苯溶液。水浴加热50℃、18h完全溶解。装有邻二氯苯的PNB溶液的针管做正极，圆形金属板做负极，施加电压12kv，针尖到接收屏之间的距离为8cm。悬挂在针头末端的液滴在电场力与表面张力的作用下形成喷射流。在接收屏上得到的纤维经过30℃真空干燥18h。纤维直径经测量为0.7μm。
实施例17 配制聚降冰片烯(分子量225万)质量百分比为4％的邻二氯苯溶液。水浴加热70℃、10h完全溶解。装有邻二氯苯的PNB溶液的针管做正极，圆形金属板做负极，施加电压6kv，针尖到接收屏之间的距离为4cm。纺丝。得到了纤维，60℃真空干燥4h。纤维直径经测量为0.7μm。
实施例18 配制聚降冰片烯(分子量326万)质量百分比为2％的邻二氯苯溶液。水浴加热80℃、11h完全溶解。装有邻二氯苯的PNB溶液的针管做正极，圆形金属板做负极，施加电压17kv，针尖到接收屏之间的距离为3.6cm。悬挂在针头末端的液滴在电场力与表面张力的作用下形成喷射流。在接收屏上得到的纤维经过70℃真空干燥4h。纤维直径经测量为1.2μm。
实施例19 配制聚降冰片烯(分子量326万)质量百分比为2％的邻二氯苯溶液。水浴加热80℃、11h完全溶解。装有邻二氯苯的PNB溶液的针管做正极，圆形金属板做负极，施加电压15kv，针尖到接收屏之间的距离为3.6cm。悬挂在针头末端的液滴在电场力与表面张力的作用下形成喷射流。在接收屏上得到的纤维经过70℃真空干燥4h。纤维直径经测量为0.4μm。
实施例20 配制聚降冰片烯(分子量326万)质量百分比为2.5％的邻二氯苯溶液。水浴加热80℃、11h完全溶解。装有邻二氯苯的PNB溶液的针管做正极，圆形金属板做负极，施加电压8kv，针尖到接收屏之间的距离为3.6cm。悬挂在针头末端的液滴在电场力与表面张力的作用下形成喷射流。在接收屏上得到的纤维经过70℃真空干燥4h。纤维直径经测量为80nm。
权利要求
1.一种新的聚降冰片烯成型的方法，所涉及的降冰片烯的乙烯基聚合反应式如下 其特征在于可以通过以下步骤来实现(1)聚合物溶液带上几千至上万伏高压静电，在毛细管和接受屏之间形成电场，电场距离为3.6～8cm，当电场力和聚合物溶液的表面张力相等时，悬挂在毛细管末端的液滴处于平衡状态；(2)增加电压，使带电液滴不稳定，调节电压直至形成带电喷射；(3)在接受屏幕上收集到纤维；(4)将纺出的纤维在空气中干燥或者在凝固浴中去除溶剂。
2.根据权利要求1所述的新的聚降冰片烯成型的方法，其特征在于分子量为54万的A型聚降冰片烯，浓度为4～5％，电压为7～12kv。
3.根据权利要求1所述的新的聚降冰片烯成型的方法，其特征在于分子量为95万的B型聚降冰片烯，浓度为3～5％，电压为8～10kv。
4.根据权利要求1所述的新的聚降冰片烯成型的方法，其特征在于分子量为150万的C型聚降冰片烯，浓度为4～6％，电压为7～13kv。
5.根据权利要求1所述的新的聚降冰片烯成型的方法，其特征在于分子量为225万的D型聚降冰片烯，浓度为3～4％，电压为6～12kv。
6.根据权利要求1所述的新的聚降冰片烯成型的方法，其特征在于分子量为326万的E型聚降冰片烯，浓度为2～2.5％，电压为8～17kv。
全文摘要
一种新的聚降冰片烯成型的方法——静电纺丝法，即聚合物喷射静电拉伸纺丝法，所涉及的降冰片烯的乙烯基聚合反应式如图所生产的聚降冰片烯能够达到电子封装材料的热性能指标，有很好的光学性能，可以在光学纤维和高性能光学镜片方面有更深入的应用。
文档编号D01F6/02GK1492085SQ0315753
公开日2004年4月28日 申请日期2003年9月24日 优先权日2003年9月24日
发明者刘太奇, 于建香, 孙文华 申请人:北京石油化工学院