[发明专利]一种利用原位聚合和静电纺丝使SiO2在PET中均匀分散的方法

说明书

本发明公开了一种利用原位聚合和静电纺丝使SiO₂在PET中均匀分散的方法，首先对二氧化硅表面进行改性，并采用原位聚合的方法将改性后的二氧化硅与PET混合，最后将制备的混合物通过静电纺丝的方法制备成纤维，并对其性能进行了表征。该种复合材料能够很好的使二氧化硅分散在PET中，PET的结晶度得到提高，而且从静电纺纤维中可以看出1,4‑丁二醇‑SiO₂可以均匀地分散在PET中，并没有明显的团聚现象，具有非常好的应用前景。

技术领域

本发明涉及PET改性技术领域，特别是利用原位聚合和静电纺丝使SiO₂在PET中均匀分散的方法。

背景技术

有机/无机复合材料在工业、智能、民用等各个领域都有非常广泛的应用。因为有机/无机复合材料能够在性能上取长补短，相互协同，从而使复合材料的性能优于原组成材料来满足各种不同的要求。但如果有机-无机两相的结合不好会使有机/无机复合材料的性能不但没有提高，还会有所下降。

PET是一种生活中常见且具有优良性质的高分子聚合物，它有很好的耐折性和抗冲击强度等力学性能，耐酸碱等化学性能，并且无毒无味，安全卫生，可直接用于食品包装。SiO₂是广泛存在于自然界中的一种用途广泛的无机材料。SiO₂性质稳定，具有非常优秀的抗酸碱，耐火等性能。SiO₂可以作为添加物增加其它有机物或无机物的性能，如二氧化硅可以添加到橡胶中提高耐磨性，加入到涂料中提高耐候性，加入到耐火材料中提高耐火温度。

因此，为了使SiO₂和PET更好的结合，充分发挥有机/无机复合材料的优势，本领域的技术人员致力于研发一种利用原位聚合和静电纺丝使SiO₂在PET中均匀分散的方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用原位聚合和静电纺丝使SiO₂在PET中均匀分散的方法。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种利用原位聚合和静电纺丝使SiO₂在PET中均匀分散的方法，具体方法如下：

改性SiO₂的制备：在氮气保护下，将纳米SiO₂与二氯亚砜在苯中反应，以此来对SiO₂表面进行氯化，然后将1,4-丁二醇接枝到纳米SiO₂的表面，用1,4-丁二醇的羟基来替代SiO₂表面的氯。

原位聚合法制备改性SiO₂/PET复合材料的制备：将对苯二甲酸二甲酯，乙二醇和醋酸锌在磁力搅拌下，185～190℃反应2～3h后，加入少量亚磷酸三苯酯和三氧化二锑，升温至220～225℃时，减压蒸馏1～2h，然后按照不同比例加入改性SiO₂，继续减压蒸馏0.5～1h。最后，将混合液倒入蒸馏水中，待冷却至室温抽滤，将所得的改性SiO₂/PET复合材料在真空中干燥。

静电纺丝制备改性SiO₂/PET复合纤维：首先将改性SiO₂/PET复合材料溶解在体积比为2:1的二氯甲烷：三氟乙酸溶液中，在磁力搅拌下5～10h。待其完全溶解后，在电压16～20kV，溶液速度0.05～0.15mL/min，接收距离18～20cm条件下进行静电纺丝。

所述的方法，苯、乙二醇、二氯亚砜、三氟乙酸、二氯甲烷、1,4-丁二醇均为分析纯产品，纳米SiO₂为市售二氧化硅，粒径为20～40nm。

所述的方法，改性SiO₂的添加比例为0.5～3wt％。