[发明专利]一种聚炔电纺纳米纤维的制备方法

说明书

一种聚炔电纺纳米纤维的制备方法，属于静电纺丝领域。本发明利用静电纺丝技术，通过控制纺丝溶液中聚炔的种类及含量并且调节相关电纺参数，可以制备得到直径分布在一定程度可控的连续的聚炔纳米纤维。为了进一步提高纳米纤维的性能，本发明选用常规的电纺高聚物为基体，通过与聚炔混纺制备得到力学性能优异的复合纳米纤维。本发明涉及到的实验操作简单，制备得到的聚炔纳米纤维具有柔性的，光学活性的、可卷曲的特性，应用性较强。

技术领域

本发明涉及到连续的聚炔电纺纳米纤维的制备及纤维形貌的调控，是利用常规的静电纺丝技术来制备聚炔纤维的一种方法，属于静电纺丝领域。

背景技术

科学家们受到天然大分子螺旋结构的启发，将目光转向了人工合成螺旋聚合物的研究。随着高分子合成化学的发展，许多具有不同性质和功能的螺旋聚合物通过分子设计被合成出来，如聚异氰化物、聚甲基丙烯酸酯类、聚氯乙炔、聚硅烷和聚乙炔类等。近些年来，随着新的聚合体系和催化剂的开发利用，大量的螺旋聚合物，尤其是光学活性螺旋取代聚炔被成功合成，并广泛应用于手性识别/拆分、不对称催化、液晶材料和记忆设备等领域。其中科研人员对取代聚乙炔方面的研究已经非常深入，设计合成多种单取代乙炔衍生物单体，分别通过溶液聚合、乳液聚合、悬浮聚合、沉淀聚合和分散聚合等方法，得到大量不同形态的新型光学活性螺旋聚合物。同时在一定程度上解决了传统聚炔存在的质硬、溶解性差等问题，提升了螺旋聚炔的加工使用性能。目前单取代螺旋聚炔作为光电显示材料、高效液相色谱柱填料、光电传感器、手性分离材料和手性记忆材料得到广泛的应用，成为螺旋结构聚合物研究的热点之一。

纤维广泛存在于自然界，例如动物纤维(如蜘蛛丝)和植物纤维(如棉花)。更重要的是，自然界中最常见的纤维都是手性的，在我们的日常生活中得到了广泛的应用。手性是生命活动过程中一个非常重要的因素，越来越受到人们的重视。因此，手性纤维的开发具有重要的理论研究和实际应用价值。遗憾的是，虽然合成纤维的种类很多，但人工合成的手性纤维仍然非常稀少。目前大多数手性纤维都是通过自组装工艺制备的。但该方法对制备条件有严格要求，其制备过程繁琐，纤维材料在结构和形态上的可控性较差。特别是自组装制备的手性纤维通常具有不连续的结构，由于大多数材料都是以固体形式投入使用的，宏观连续的手性纤维尤为重要。连续的手性纤维材料在手性传感、手性分离膜、手性识别/分离等领域具有重要应用潜力。

在现有技术中，静电纺丝是一种操作相对简单、过程容易控制的纺丝工艺。静电纺丝技术是利用高分子材料、陶瓷材料和金属材料制备形态可控的纳米纤维的一种最具应用前景的制备方法。它可以生产出直径纳米至微米级的纤维，大量超细纤维可相互搭接成致密的纤维膜。电纺纳米纤维具有高的比表面积和孔隙率，在分离、组织工程支架、生物工程、临床医学和传感器等领域有着广泛的应用。可用于纺丝的常用高聚物包括PVP、PAN、PLA、PVDF、PU、PCL、PVA、PMMA、PC等。

发明内容

为了克服现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种聚炔电纺纳米纤维的制备方法。所述技术方案如下：

为达到上述目的，本发明提供了一种聚炔电纺纳米纤维的制备方法；它是利用常规的静电纺丝的方法，配制聚炔类聚合物纺丝溶液，调节纺丝参数，稳定持续的电纺得到连续的聚炔纳米纤维；进一步聚炔类聚合物选用螺旋取代聚炔，利用螺旋取代聚炔本身的手性可以进一步得到具有显著光学活性的手性聚炔纳米纤维，并且通过添加合适的其他高聚物基体，可以混纺得到力学性能优异的手性复合纳米纤维。

具体地，所述的聚炔为含有不同侧基的聚乙炔(R(S)-PFA、PX等，相关合成步骤见文献Junya Liang and Jianping Den.J.Mater.Chem.B,2016,4,6437；Jianping Deng,Junichi Tabei,Masashi Shiotsuki,Fumio Sanda,and Toshio Masuda.Macromolecules,2004,37,5149.)。