一種納米纖維及其制備方法
【專利摘要】一種納米纖維及其制備方法，納米纖維為三聚氰胺-間苯三酚-甲醛樹脂納米纖維，其制備方法為：間苯三酚加入到水中，攪拌溶解，繼續(xù)加入甲醛溶液，攪拌得到溶液A；三聚氰胺加入到水中，攪拌溶解，繼續(xù)加入甲醛溶液，攪拌得到溶液B；將溶液A和溶液B按一定比例混合、攪拌、反應(yīng)；過濾、洗滌、干燥后得到產(chǎn)物。該制備方法簡單、安全環(huán)保，易于規(guī)?；a(chǎn)。
【專利說明】
一種納米纖維及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種納米纖維及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 納米纖維是指直徑為納米尺度（1~l〇〇nm)而長度較大的具有一定長徑比的線狀 材料。納米纖維表現(xiàn)出諸多優(yōu)良的特性，如非常大的比表面積(其比表面積是微米纖維的 1000倍），柔性以及超強(qiáng)的力學(xué)行為(如:硬度和抗張強(qiáng)度），這些優(yōu)異的特性使納米纖維具 有許多重要的用途。如將納米纖維植入織物表面，制成雙疏性界面織物，既可防水，又可防 油、防污;納米纖維還可用于化工、醫(yī)藥等產(chǎn)品的提純、過濾等;纖維還可作為結(jié)構(gòu)增強(qiáng)劑。 發(fā)明專利(CN 103055722B)公開了一種具有重金屬吸附功能的納米纖維膜及其制備方法， 采用聚烯烴共聚物為基體材料，經(jīng)表面化學(xué)改性、活性分子的固相合成工藝，制備出化學(xué)改 性的具有重金屬吸附功能的納米纖維膜。發(fā)明專利(CN 103702740A)公開了一種利用表面 改性的纖維素納米纖維的載體基質(zhì)（support matrix)，該經(jīng)表面改性的纖維素納米纖維由 直徑為約4nm~約lOOOnm的纖維素納米纖維組成，該纖維素納米纖維由與其表面共價結(jié)合 的偶聯(lián)劑所覆蓋可用于從氣體混合物中捕獲C0 2。
[0003] 發(fā)明專利(CN 102660794B)公開了一種利用靜電紡技術(shù)單紡聚（乙烯基己內(nèi)酰胺-co-甲基丙烯酸）（p(NVCL-c〇-MAA))納米纖維的方法。發(fā)明專利(CN 104562298A)公開了一 種納米纖維的制備方法。該方法包括:首先配制待制備的納米纖維的前驅(qū)體溶液;接著電紡 納米纖維的前驅(qū)體溶液生成前驅(qū)體的纖維;然后再穩(wěn)定化處理前驅(qū)體的纖維，最后碳化處 理經(jīng)過穩(wěn)定化處理的前驅(qū)體的纖維，得到需要的納米纖維。但靜電紡絲工藝生產(chǎn)效率低下， 單一噴嘴的擠出量很低，靜電紡絲法生產(chǎn)納米纖維面臨著諸多工藝問題。
[0004] 發(fā)明專利（CN 104928804A)公開了一種聚合物納米纖維的制備方法，首先將聚合 物紡絲原液經(jīng)噴絲板，進(jìn)入凝固浴凝固，制備聚合物初生纖維，經(jīng)超聲處理后過濾得到納米 纖維。但這種方法使用聚合物紡絲原液，這限制了不能形成紡絲原液的聚合物納米纖維的 制備。
[0005] 發(fā)明專利（CN 1323113C)公開了一種以三聚氰胺-苯酚-甲醛共聚樹脂或三聚氰 胺-甲醛樹脂/苯酚-甲醛樹脂的共混物為基體樹脂，選用無機(jī)纖維和有機(jī)纖維為增強(qiáng)劑、無 機(jī)礦物為填料，采用復(fù)合交聯(lián)固化體系制備而成的注射型三聚氰胺-苯酚-甲醛模塑料。
[0006] 文獻(xiàn)(Chemical Communications,2013,49,3763-3765)報(bào)道了一種具有超微孔結(jié) 構(gòu)三聚氰胺-間苯二酚-甲醛聚合物微米球及其制備方法，該方法采用三聚氰胺、間苯二酚、 甲醛為原料，在水溶液中共聚縮合得到三聚氰胺-間苯二酚-甲醛聚合物微米球。
[0007] 查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，未見有三聚氰胺-間苯三酚-甲醛樹脂納米纖維及其制備方法 的公開報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明提供了一種納米纖維及其制備方法，具體的說是一種三聚氰胺-間苯三酚- 甲醛樹脂納米纖維及其制備方法，該納米纖維為三聚氰胺-間苯三酚-甲醛樹脂納米纖維， 其直徑在10-200nm之間，其制備經(jīng)過如下步驟：
[0009] 1)間苯三酚加入到水中，攪拌溶解，繼續(xù)加入甲醛溶液，攪拌得到溶液A;
[0010] 2)三聚氰胺加入到水中，攪拌溶解，繼續(xù)加入甲醛溶液，攪拌得到溶液B;
[0011] 3)將溶液A和溶液B按一定比例混合、攪拌、反應(yīng)；
[0012] 4)過濾、洗滌、干燥后得到產(chǎn)物；
[0013] 所述的甲醛溶液為甲醛水溶液；
[0014]步驟1中間苯三酚與甲醛的物質(zhì)的量之比為1:3，間苯三酚與水的質(zhì)量比為4.4:30 ~50,步驟2中三聚氰胺與甲醛的物質(zhì)的量之比為1:3,三聚氰胺與水的質(zhì)量比為4.4:30~ 50；
[0015]步驟3中所述的溶液A和溶液B的質(zhì)量比為1:0~1:2;
[0016] 步驟3中反應(yīng)溫度為:25~95°C，反應(yīng)時間為：12~72h;
[0017] 本發(fā)明公開的三聚氰胺-間苯三酚-甲醛樹脂納米纖維及其制備方法，通過調(diào)變合 成體系中三聚氰胺、間苯三酚、甲醛、水的比例以及改變合成條件可調(diào)變制備的樹脂納米纖 維的組成、結(jié)構(gòu)及形貌。該制備的樹脂納米纖維在室溫下具有良好的c〇 2吸附能力。該樹脂 納米纖維可容易的分散到水溶液中。
[0018] 本發(fā)明的有益效果是：1、公開了一種三聚氰胺-間苯三酚-甲醛樹脂納米纖維，其 直徑在10-200nm之間；2、制備方法中可方便通過調(diào)變合成體系中三聚氰胺、間苯三酚、甲 醛、水的比例以及改變合成條件來控制樹脂納米纖維的組成、結(jié)構(gòu)及形貌;3、制備方法以三 聚氰胺、間苯三酚、甲醛為原料，在水溶液體系中，經(jīng)過簡單的加熱即可得到樹脂納米纖維， 該制備方法簡單、安全環(huán)保，易于規(guī)?；a(chǎn)。
【附圖說明】
[0019]圖1為實(shí)施例1樣品掃描電子顯微鏡圖（SEM)。
[0020]圖2為實(shí)施例1樣品透射電子顯微鏡圖（TEM)。
[0021]圖3為實(shí)施例1樣品-196°CN2吸脫附等溫線。
[0022]圖4為實(shí)施例1樣品空氣氣氛中的熱重圖（TG)。
[0023]圖5為實(shí)施例2樣品掃描電子顯微鏡圖（SEM)。
[0024]圖6為實(shí)施例2樣品透射電子顯微鏡圖（TEM)。
[0025]圖7為實(shí)施例3樣品掃描電子顯微鏡圖（SEM)。
[0026]圖8為實(shí)施例3樣品透射電子顯微鏡圖（TEM)。
[0027]圖9為實(shí)施例4樣品掃描電子顯微鏡圖（SEM)。
[0028]圖10為實(shí)施例4樣品透射電子顯微鏡圖（TEM)。
[0029]圖11為實(shí)施例5樣品掃描電子顯微鏡圖（SEM)。
[0030]圖12為實(shí)施例6樣品掃描電子顯微鏡圖（SEM)。
[0031]圖13為實(shí)施例7樣品掃描電子顯微鏡圖（SEM)。
[0032]圖14為實(shí)施例8樣品掃描電子顯微鏡圖（SEM)。
[0033]圖15為對比例樣品掃描電子顯微鏡圖（SEM)。
【具體實(shí)施方式】
[0034] 下面通過實(shí)例進(jìn)一步描述本發(fā)明的特征，但本發(fā)明并不局限于下述實(shí)例。
[0035] 實(shí)施例1
[0036] 4.4g間苯三酚加入到40g去離子水中，40°C下攪拌溶解，繼續(xù)加入8.5g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 37 %的甲醛溶液，攪拌lOOmin，記為溶液A; 4.4g三聚氰胺加入到40g去離子水，70 °C下攪拌 溶解后加入8.5g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為37 %甲醛溶液，攪拌lOmin后溶液澄清，記為溶液B;將溶液B加 入到溶液A中，繼續(xù)攪拌30min，待體系均勻后，置于95°C的烘箱中反應(yīng)24h。抽濾、洗滌、濾餅 60°C過夜烘干得到產(chǎn)物。SEM圖和TEM圖顯示制備的樣品為納米纖維，直徑為20~100nm，SEM 圖參見圖1，TEM圖參見圖2。-1961：犯吸脫附等溫線在相對壓力p/pQ〈0.01處有吸附量，表明 樣品含有少量微孔，在相對壓力p/p〇 = 〇.9~1.0處有大量吸附并伴隨有滯后環(huán)，表明樣品 中具有納米纖維堆積形成的大孔，N2吸脫附等溫線參見圖3，BET方法測定樣品的比表面積 為42m 2/g，總孔孔容為0.13cm3/g。從樣品的TG圖可看出，制備的樣品具有較高的熱穩(wěn)定性， 分解溫度為300°C，TG圖參見圖4。制備的樣品在25°C，lbar下可吸附1.5mmol/g C02氣體，在 1 Obar下C〇2氣體吸附量可達(dá)3. Ommo 1 /g。
[0037] 實(shí)施例2
[0038]制備步驟同實(shí)施例1，原料比例和反應(yīng)條件見表USEM圖和TEM圖顯示制備的樣品 為納米纖維，直徑為10~30nm，SEM圖參見圖5，TEM圖參見圖6。-1961^2吸附測定樣品BET比 表面積為143m 2/g，總孔孔容為0.30cm3/g。
[0039] 實(shí)施例3
[0040]制備步驟同實(shí)施例1，原料比例和反應(yīng)條件見表USEM圖和TEM圖顯示制備的樣品 為納米纖維，直徑為30~200nm，SEM圖參見圖7，TEM圖參見圖8。-1961：犯吸附測定樣品BET 比表面積為22m2/g，總孔孔容為0.06cm3/g。
[0041 ] 實(shí)施例4
[0042]制備步驟同實(shí)施例1，原料比例和反應(yīng)條件見表USEM圖和TEM圖顯示制備的樣品 為納米纖維，直徑為20~50nm，SEM圖參見圖9，TEM圖參見圖10。-1961： N2吸附測定樣品BET 比表面積為52m2/g，總孔孔容為0.23cm3/g。
[0043] 實(shí)施例5
[0044]制備步驟同實(shí)施例1，原料比例和反應(yīng)條件見表USEM圖顯示制備的樣品為納米纖 維，直徑為20~lOOnm，參見圖11〇
[0045] 實(shí)施例6
[0046]制備步驟同實(shí)施例1，原料比例和反應(yīng)條件見表USEM圖顯示制備的樣品為納米纖 維，直徑為20~lOOnm，參見圖12〇 [0047] 實(shí)施例7
[0048]制備步驟同實(shí)施例1，原料比例和反應(yīng)條件見表USEM圖顯示制備的樣品為納米纖 維，直徑為20~lOOnm，參見圖13〇
[0049] 實(shí)施例8
[0050]制備步驟同實(shí)施例1，原料比例和反應(yīng)條件見表USEM圖顯示制備的樣品為納米纖 維，直徑為20~lOOnm，參見圖14〇
[0051] 對比例
[0052] 4.4g三聚氰胺加入到40g去離子水，70°C下攪拌溶解后加入8.5g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為37% 甲醛溶液，攪拌30min后溶液澄清，將溶液置于95 °C的烘箱中反應(yīng)24h。抽濾、洗滌、濾餅60 °C 過夜烘干得到產(chǎn)物。SEM圖顯示制備的樣品為球形形貌，直徑約3-5μπι，參見圖15。-196 °CN2 吸附測定樣品BET比表面積為1.2m2/g。
[0053] 表1實(shí)施例1-8和對比例所用原料比例和反應(yīng)條件
[0054]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種納米纖維，其特征在于:所述的納米纖維為三聚氰胺-間苯三酚-甲醛樹脂納米 纖維，其制備包括如下步驟： 1) 間苯三酚加入到水中，攪拌溶解，繼續(xù)加入甲醛溶液，攪拌得到溶液A; 2) 三聚氰胺加入到水中，攪拌溶解，繼續(xù)加入甲醛溶液，攪拌得到溶液B; 3) 將溶液A和溶液B按一定比例混合、攪拌、反應(yīng)； 4) 過濾、洗滌、干燥后得到產(chǎn)物。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米纖維，其特征在于:所述的納米纖維為三聚氰胺-間苯三 酚-甲醛樹脂納米纖維直徑為10_200nm。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米纖維，其特征在于:所述的甲醛溶液為甲醛水溶液。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米纖維，其特征在于:步驟1)中間苯三酚與甲醛的物質(zhì)的量 之比為1:3,間苯三酚與水的質(zhì)量比為4.4:30~50,步驟2)中三聚氰胺與甲醛的物質(zhì)的量之 比為1:3,三聚氰胺與水的質(zhì)量比為4.4:30~50。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米纖維，其特征在于步驟3中所述的溶液A和溶液B的質(zhì)量比 為 1:0 ~1:2〇6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米纖維，其特征在于步驟3中反應(yīng)溫度為:25~95°C，反應(yīng)時 間為:12~72h。
【文檔編號】C08G14/10GK105936663SQ201610145179
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年3月15日
【發(fā)明人】肖強(qiáng), 金燦, 文俊俊
【申請人】浙江師范大學(xué)