功能性聚合物纳米复合材料及其制备方法和用途

摘要

本发明涉及一种利用电纺丝方法制备得到的含有掺杂的功能性无机纳米粒子的聚合物纳米复合材料，以及该复合材料的用途。采用溶胶-凝胶法制备功能性无机纳米粒子的前驱体溶胶并与聚合物溶液混合形成纺丝液，必要时加入掺杂剂前驱体，然后利用电纺丝方法在电场力作用下将该混合纺丝液通过喷丝头喷射到导电收集板上，经过后处理得到含有掺杂的功能性聚合物纳米复合材料。本发明的方法所用设备简单，操作容易；复合材料的组成、结构、性能可以方便地控制，具有结构稳定、无机纳米粒子分散均匀的特点。根据所含无机纳米粒子的功能性不同，该复合材料可用于导电材料、抗静电材料、磁性材料、电致变色材料、光催化与生态环境材料、抗菌材料、生物材料。

主权项

一种功能性聚合物纳米复合材料的制备方法，其特征是，该方法包括以下步骤：(1)将聚合物溶解在溶剂中，形成聚合物溶液A；(2)通过溶胶-凝胶法，将功能性无机纳米粒子的前驱体在溶剂中水解，形成溶胶B；(3)将步骤(2)得到的溶胶B加入到步骤(1)得到的聚合物溶液A中，混合后加入掺杂剂前驱体搅拌，形成纺丝液C；其中，纺丝液C中聚合物的质量百分数浓度为0.5％～30％，无机纳米粒子前驱体的质量百分数浓度为0.5％～50％，掺杂剂前驱体的质量百分数浓度为0％～10％；(4)将步骤(3)得到的纺丝液C加入到电纺丝设备的喷丝管中，通过电纺丝将纺丝液C喷射到导电收集板上，得到含有掺杂的功能性无机纳米粒子前驱体的聚合物复合纤维D或纤维构成的薄膜E；(5)将步骤(4)得到的复合纤维D或薄膜E进行后处理，得到功能性聚合物纳米复合材料；所述的后处理包括用频率为100MHz～5GHz的微波处理1秒～100分钟，或用温度为室温至250℃水热处理1小时～48小时，或室温至250℃干燥。