[发明专利]一种乳液组合物、聚苯乙烯纳米纤维、聚苯乙烯纳米纤维制品及制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种乳液组合物、聚苯乙烯纳米纤维、聚苯乙烯纳米纤维制品及制备方法和应用，乳液组合物包含分散相和连续相，分散相包含可溶性盐和第一溶剂，连续相包含聚苯乙烯、第二溶剂及磺化聚苯乙烯，聚苯乙烯为间规立构聚苯乙烯和/或全同立构聚苯乙烯；乳液组合物的制备：在加热及搅拌的条件下将分散相滴加至连续相中制成；聚苯乙烯纳米纤维或制品的制备：将上述乳液组合物进行结晶而制成；采用上述乳液组合物制备的聚苯乙烯纳米纤维具有孔结构且制成的制品具有稳定可控的三维结构、多层次和/或相互联通的孔结构，兼具制备效率高，因此上述聚苯乙烯纳米纤维或制品可在吸收、吸附、油水分离、构造具有润湿性表面等方面中具有极佳的应用前景。

技术领域

本发明属于纳米纤维技术领域，具体涉及一种用于制备聚苯乙烯纳米纤维的乳液组合物、聚苯乙烯纳米纤维、聚苯乙烯纳米纤维制品及制备方法和应用，其制备的聚苯乙烯纳米纤维具有孔结构且制成的聚苯乙烯纳米纤维制品具有稳定可控的三维结构、多层次和/或相互联通的孔结构。

背景技术

纳米纤维具有比表面积大、直径可控等优点，使其在吸收、吸附、油水分离、构造具有特殊润湿性表面等方面具有重要的用途。尤其是其中的聚苯乙烯纳米纤维在实际应用中得到了越来越广泛的应用。目前聚苯乙烯纳米纤维的制备方法主要为电纺方法，例如中国发明专利CN107675360A，其公开了一种聚苯乙烯纳米纤维的制备方法，包括以下步骤：将聚苯乙烯溶解于由二甲基甲酰胺和对二甲苯形成的混合溶剂中，得到第一溶液；将聚醚、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮中的至少一种溶解于去离子水中，得到第二溶液；将所述第一溶液和第二溶液分别吸入具有双喷头的静电纺丝用注射器中，按照所述第一溶液挤出速度为0.3～0.6mL/min、所述第二溶液挤出速度为1.5～2.5mL/min，将所述第一溶液、第二溶液进行纺丝，获得微米级纤维和纳米级聚苯乙烯纤维交错组成的纤维膜；将所述纤维膜置于去离子水中进行漂洗处理，以去除所述微米级纤维；将经过所述漂洗处理后的纤维膜进行冷冻干燥。

然而此类电纺制备纳米纤维的方法存在如下一些缺陷：1)聚苯乙烯纳米纤维制备效率低：基于电纺方法的特性，其往往需要很长的时间才能制备少量的纳米纤维；2)外部形态难以控制：通过电纺获得的纳米纤维形成的制品往往以二维形态的纤维膜呈现，难以获得三维结构，同时在无机溶剂和/或有机溶剂中很容易分解或分散，更加难以形成稳定且可控的三维结构；3)所制备的纳米纤维相互之间往往仅具有单一的泡孔结构，这大大制约了物质与能量的交换，影响纳米纤维的功效。上述缺陷的存在极大地限制了聚苯乙烯纳米纤维的大规模应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种新型的用于制备聚苯乙烯纳米纤维的乳液组合物，采用此乳液组合物制备的聚苯乙烯纳米纤维具有孔结构且制成的聚苯乙烯纳米纤维制品具有稳定可控的三维结构、多层次和/或相互联通的孔结构，且兼具制备效率高。

本发明同时还提供了一种上述用于制备聚苯乙烯纳米纤维的乳液组合物的制备方法。

本发明同时还提供了一种聚苯乙烯纳米纤维或聚苯乙烯纳米纤维制品。

本发明同时还提供了一种上述聚苯乙烯纳米纤维制品的制备方法，其制备效率高且兼具制备的三维形态的制品能够在无机溶剂和/或有机溶剂中稳定存在、且三维形态可控，同时兼具具有多层次和/或相互联通的孔结构。

本发明同时还提供了一种上述聚苯乙烯纳米纤维制品或聚苯乙烯纳米纤维在吸收、吸附、油水分离、构造具有润湿性表面中的应用。

为解决以上技术问题，本发明采取的一种技术方案如下：

一种用于制备聚苯乙烯纳米纤维的乳液组合物，所述乳液组合物包含分散相和连续相，所述分散相包含可溶性盐和第一溶剂，所述连续相包含聚苯乙烯、第二溶剂以及磺化聚苯乙烯，所述的聚苯乙烯为间规立构聚苯乙烯、全同立构聚苯乙烯或二者的组合。

根据本发明的一些优选且具体的方面，所述乳液组合物由所述分散相和所述连续相混合构成，其中所述分散相的投料体积大于等于所述连续相的投料体积。