用于制造银纳米纤维的电纺丝溶液组合物的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种使电纺丝（electro spinning)维持适当的粘度来提高银纳米纤 维的品质的用于制造银纳米纤维的电纺丝溶液组合物。
【背景技术】
[0002] 纳米工艺技术是一种在纳米量级上解释物质的特性并对其进行控制的技术，纳米 工艺技术在原子、分子量级上以物理或化学方法对物质进行控制，从而发现出有用的结构 和功能。
[0003] 由此，材料所具有的特性表现出与以往完全不同的特性，因而，目前在物理、化学、 材料、电气、电子等整个学科领域中，为了开发出纳米尺寸的新元件，正在对纳米工艺技术 进行各种研究。
[0004] 例如，利用了金属纳米结构的元件的情况下，能够应用于利用现有技术制造出的 块体元件（bulk element)难以实现的高效电子、光、光电子、电子元件、生物活性分子检测 元件或催化剂等的制造中，因此在全世界范围内，正在进行关于合成或特性的研究。
[0005] 纳米材料中，纳米纤维与以往的纤维相比是它们的1000分之1以下，因此极其纤 细，所以纤维表面大部分都与空气接触，与以往的纤维相比，特性相差甚远，例如比表面积 高且柔软。
[0006] 纳米纤维是在整个产业中都能够表现出高性能的元件，在利用无纺布的过滤器、 电子设备的小型化及高性能化、生物体组织用途等中，纳米材料的应用逐渐在增加，在机 械、化学产业等传统产业中，为了高性能化的纳米材料的应用也逐渐在增加。
[0007] 例如，除了用作纤维本身之外，如超轻且防爆性等优良的防护服、发动机过滤器或 下一代吸尘器的过滤器这样的环境材料、二次电池分离器、电极材料及传感头等IT相关材 料、再生医学用支架（scaffold)等生物相关材料那样，还作为与迄今为止的用途不同的支 撑IT、生物、环境等最尖端行业的材料而备受瞩目。
[0008] 纳米纤维可根据材质来进行分类，如高分子纳米纤维、碳纳米纤维、陶瓷纳米 纤维、金属纳米纤维等，除了电纺丝法之外，还可通过复合纺丝法、熔喷法（melt blow method)、CVD法、生物学方法等来制造。
[0009] 尤其是，曾经试图通过电纺丝法来制造金属纳米纤维。即，利用电纺丝技术可容易 制造直径为数nm至数y m的纳米纤维，此时，可根据纺丝溶液的组成、纺丝条件、前驱体的 形态、热处理条件等来控制金属纳米纤维的特性。
[0010] 韩国专利公开第2010-0038979号公开了可用作光电子元件和传感器元件的铂系 纳米纤维，并公开了如下内容：将含铂的金属前驱体、与所述金属前驱体相容的高分子及溶 剂混合，制造出金属前驱体溶液，对该溶液进行电纺丝，制造出混合了金属前驱体与高分子 的复合纳米纤维，然后对所述复合纳米纤维进行热处理，从所述复合纳米纤维中去除高分 子，由此制造出铂系纳米纤维。
[0011] 韩国专利公开第2011-0072805号公开了一种纳米纤维，其包括平均气孔直径为 0.1 nm至20nm的微细气孔，单位体积的气孔度为0.0 l %至10%，所述纳米纤维是进行电纺 丝处理后实施热处理而制造出的。
[0012] 韩国专利公开第2013-0030987号公开了如下内容：通过电纺丝来制造磁性纳米 纤维，在该情况下，实施电纺丝处理后进行氧化和脱氧处理，从而能够控制微细晶粒。
【发明内容】
[0013] 本发明的发明人为了制造银纳米纤维而选择了电纺丝工序，确认到此时纺丝溶液 的粘度就是对银纳米纤维的品质带来影响的参数，验证了将特定粘度调节剂用作纺丝溶液 的组成时能够制造出表面光滑且高品质的银纳米纤维，由此完成了本发明。
[0014] 因此，本发明的目的在于，提供一种用于制造高品质的银纳米纤维的电纺丝溶液 组合物。
[0015] 为了达成所述目的，本发明提供一种用于制造银纳米纤维的电纺丝溶液组合物， 为了通过纺丝工序制造银纳米纤维而包括银前驱体、还原剂、粘度调节剂以及溶剂，
[0016] 所述粘度调节剂选自由葡聚糖、藻酸盐、壳聚糖、瓜尔胶、淀粉、羧甲基纤维素、羟 乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、黄原胶、羧基乙烯基聚合物、果胶、海藻酸钠及上述物质的 组合组成的组中的一种。
[0017] 根据本发明，使用粘度调节剂来维持适合于纺丝的粘度，从而能够提高银纳米纤 维的品质。
【附图说明】
[0018] 图1是表示用扫描电子显微镜观察在实施例1中制造出的银纳米纤维的图片。
【具体实施方式】
[0019] 以下，进一步对本发明进行详细的说明。
[0020] 通过纺丝制造的银纳米纤维是使银前驱体与还原剂发生反应后进行热处理来制 造的，在该情况下，进行热处理时，当去除溶剂和纤维化高分子时会发生收缩或者裂纹，因 而银纳米纤维会被破坏，品质会降低。通过纺丝工序制造的银纳米纤维的品质受到各种参 数的影响，尤其是受到为了容易产生纤维化而使用的纺丝溶液的粘度的影响。基于此，本发 明提供一种能够提高银纳米纤维的品质的纺丝溶液组合物。
[0021] 用于制造银纳米纤维的组成物的特征在于，包括银前驱体、还原剂以及溶剂，尤其 是在本发明中，为了容易产生纤维化而使用粘度调节剂。
[0022] 可使用的粘度调节剂选择由葡聚糖、藻酸盐、壳聚糖、瓜尔胶、淀粉、羧甲基纤维 素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、黄原胶、羧基乙烯基聚合物、果胶、海藻酸钠及上述 物质的组合构成的组中的一种。
[0023] 使用所述粘度调节剂，将纺丝溶液组合物的粘度制造成20至200000cP，优选制造 成 110 至 200cp。
[0024] 如上所述，用于制造银纳米纤维的纺丝溶液组合物包括银前驱体、还原剂以及溶 剂。
[0025] 银前驱体可以是氮氧化物、氮化物、卤化物、醇盐、花青、硫化物、酰胺、氰化物、氢 化物、过氧化物、扑吩、水合物、氢氧化物或者酯化物。优选地，能够使用硝酸银（AgNO3)、亚硝酸银（AgNO2)、醋酸银（CH3C00Ag)、乳酸银（CH3CH (OH) COOAg)、柠檬酸银水合物 (AgO2CCH2C(OH) (CO2Ag)CH2CO2Ag ? XH2O)。在本发明的实施例中，为了制造银纳米纤维，将硝 酸银用作前驱体。
[0026] 为了将银前驱体还原成银而使用还原剂，还原剂可使用选自由联氨、硼氢化钾 (potassium borohydride)、硼氢化钠（sodium borohydride)、氢醌一横酸钾（potassium hydroquinonemonosulfonate)、轻胺、焦磷酸钠、山梨醇、邻苯二酸、儿茶酸及上述物质的组 合构成的组中的一种。
[0027] 相对于银前驱体100重量份，使用0. 01至10. 0重量份的所述还原剂。如果还原 剂的含量小于上述范围，则不能将银充分地还原，会导致产量降低，与此相反，如果还原剂 的含量超过上述范围，则因过度使用还原剂而只会使成本增加，对于还原作用而言，其效果 并没有很大的提尚。
[0028] 在本发明中能够使用的溶剂没有特别的限制，只要能够将银前驱体和粘度调节剂 溶解即可，可使用极性溶剂或者非极性溶剂。具体而言，例如包括选自由水、乙醇、异丙醇、 N，N-二甲基甲酰胺（DMF)、二甲基乙酰胺（DMAc)、四氢呋喃（THF)、二甲基亚砜（DMSO)、 丁内酯（y-Butyrolactone)、N-甲基 P比略烧酮、氯仿（chloroform)、甲苯（toluene)、 丙酮（acetone)及上述物质的组合构成的组中的一种溶剂。
[0029] 此时，将溶剂的含量设置成纺丝溶液的浓度成为0. 1至40重量％。如果浓度小于 上述范围，则工序时间会变长，与此相反，如果超过上述范围，则喷嘴可能会被堵塞。
[0030] 根据需要，可以使用上述的在市场上销售的封端剂（capping agent)、分散剂、表 面活性剂、抗氧化剂等多种添加剂。
[0031] 封端剂选择性地吸附在结晶的某一特定波阵面上，在该面起到抑制结晶生