一种功能性aopan纳米纤维及其制备方法
【专利摘要】本发明提供一种功能性AOPAN纳米纤维及其制备方法，利用原子自由基聚合技术在AOPAN纳米纤维表面上接枝甲基丙烯酸羟乙基酯(HEMA)分子刷，制得的功能性纳米纤维形态稳定，孔隙率高，比表面积大，表面含有大量活性基团；制备方法简化了反应的催化体系，反应时间短。
【专利说明】—种功能性AOPAN纳米纤维及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及纳米材料制备【技术领域】,具体涉及一种功能性AOPAN纳米纤维及其制
备方法。
【背景技术】
[0002]利用含有功能性基团的高聚物为基体，通过分子设计，合成具有特定化学结构的功能性高分子材料一直是材料科学的研究重点。原子转移自由基聚合(ATRP)利用过渡金属离子与给电子配体形成催化体系，通过自由基的引发，功能性单体聚合制备特定的高分子材料，是一种反应条件温和，操作相对简便的新型合成技术。
[0003]利用ATRP技术接枝HEMA分子刷需要基体表面具有羟基等活性基团作为引发位点，当前此类改性都是以常规尺度的纤维素纤维、纸张等作为基体，此类基体比表面积小，可提供引发和接枝的活性位点少。纳米纤维具有很大的比表面积，但纤维素基的纳米纤维制备工艺尚不成熟；表面富含羟基的聚乙烯醇(PVA)纳米纤维虽然容易制备，且具有较大的比表面积，但该基体在接枝反应过程中，形态结构不稳定，甚至于完全失去纳米纤维形态。
【发明内容】
[0004]针对现有技术的不足，本发明提供一种功能性AOPAN纳米纤维及其制备方法，本发明利用原子自由基聚合技术在AOPAN纳米纤维表面上接枝甲基丙烯酸羟乙基酯(HEMA)分子刷，制得的功能性纳米纤维形态稳定，孔隙率高，比表面积大，表面含有大量活性基团；制备方法简化了反应的催化体系，反应时间短。
[0005]本发明采用的技术方案是:
[0006]一种功能性AOPAN纳米纤维，由AOPAN纳米纤维表面接枝甲基丙烯酸羟乙基酯(HEMA)分子刷构成，其结构示意式为:
[0007]
【权利要求】
1.一种功能性AOPAN纳米纤维，由AOPAN纳米纤维表面接枝甲基丙烯酸羟乙基酯分子刷构成，其结构示意式为:
2.一种功能性AOPAN纳米纤维的制备方法，步骤包括: AJfAOPAN纳米纤维在四氢呋喃中浸溃5min以上，然后加入2-溴-2-甲基丙酰溴和三乙胺，混合均匀后30-40°C水浴加热3-4h，将反应后的AOPAN纳米纤维分别用四氢呋喃和水洗涤，真空干燥，制得自由基引发的AOPAN纳米纤维； B、将CuCl倒入以体积比0.3-0.5:24的比例混合后冷冻除氧的1，I, 4，7，10，10-六甲基三乙烯四胺和N，N-二甲基甲酰胺混合物中，搅拌混匀，然后加入冷冻除氧后的甲基丙烯酸羟乙基酯制得混合溶液； 所述除氧方法为将装有1，1,4, 7，10，10-六甲基三乙烯四胺和N，N-二甲基甲酰胺混合物的容器以及装有甲基丙烯酸羟乙基酯的容器用液氮冷冻5min以上，然后将冷冻后的容器在抽真空的手套箱中解冻，重复冷冻和解冻过程2次以上。 C、将步骤A制得的自由基引发的AOPAN纳米纤维放入步骤B制得的混合溶液中，反应40-60min后，将纳米纤维取出用无水乙醇清洗干净，晾干制得功能性AOPAN纳米纤维。
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于:所述步骤A中AOPAN纳米纤维、2-溴-2-甲基丙酰溴和三乙胺在四氢呋喃中的浓度分别为0.3-0.5g/50mL、55-65 μ L/50mL、70 μ L/50mL。
4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于:所述步骤B中所述CuCl、N，N-二甲基甲酰胺、甲基丙烯酸羟乙基酯的比例为0.08-0.1g:24mL:24mL。
5.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于:所述步骤C中所述步骤A制得的自由基引发的AOPAN纳米纤维和步骤B制得的混合溶液中的N，N- 二甲基甲酰胺的比例为0.3-0.5g:24mL。
6.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于:所述步骤A中AOPAN纳米纤维通过下述方法制备: a、将聚丙烯腈粉末溶于N，N-二甲基甲酰胺中，制得质量百分比为10-12%的溶液，将溶液进行高压静电纺丝，制得PAN纳米纤维；纺丝工艺参数设置为:纺丝速度0.4-0.6mL/min，喷丝针头与铝箔接收板距离15-17cm，纺丝静电压为18_20kV，接收时间为22_26h ； b、将PAN纳米纤维在浓度为0.5mmol/L、pH为5.5-6.5、温度为68_70°C的盐酸羟胺溶液中浸泡120-150min，用去离子水清洗3-5次，在40°C真空干燥120min，制得AOPAN纳米纤维；所述PAN纳米纤维在盐酸羟胺溶液中的浓度为10g/L。
【文档编号】D06M15/263GK103966851SQ201410218848
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年5月22日 优先权日:2014年5月22日
【发明者】凤权, 魏安静, 冯浩, 侯大寅, 阚清华 申请人:安徽工程大学