CN109252287B - 一种醋酸纤维复合材料及其制备方法 - Google Patents

一种醋酸纤维复合材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109252287B
CN109252287B CN201810927569.0A CN201810927569A CN109252287B CN 109252287 B CN109252287 B CN 109252287B CN 201810927569 A CN201810927569 A CN 201810927569A CN 109252287 B CN109252287 B CN 109252287B
Authority
CN
China
Prior art keywords
acetate
acetate fiber
nano
binder
composite material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810927569.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109252287A (zh
Inventor
张丽
王宏
曹建华
杨占平
于涛
曹智祥
陈昀
顾海兵
褚红娟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kunming Cellulose Fibers Co ltd
Zhuhai Cellulose Fibers Co ltd
Nantong Cellulose Fibers Co Ltd
Original Assignee
Kunming Cellulose Fibers Co ltd
Zhuhai Cellulose Fibers Co ltd
Nantong Cellulose Fibers Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kunming Cellulose Fibers Co ltd, Zhuhai Cellulose Fibers Co ltd, Nantong Cellulose Fibers Co Ltd filed Critical Kunming Cellulose Fibers Co ltd
Priority to CN201810927569.0A priority Critical patent/CN109252287B/zh
Publication of CN109252287A publication Critical patent/CN109252287A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109252287B publication Critical patent/CN109252287B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/42—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
    • D04H1/4374—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece using different kinds of webs, e.g. by layering webs
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/0007—Electro-spinning
    • D01D5/0015—Electro-spinning characterised by the initial state of the material
    • D01D5/003—Electro-spinning characterised by the initial state of the material the material being a polymer solution or dispersion
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/0007—Electro-spinning
    • D01D5/0061—Electro-spinning characterised by the electro-spinning apparatus
    • D01D5/0076—Electro-spinning characterised by the electro-spinning apparatus characterised by the collecting device, e.g. drum, wheel, endless belt, plate or grid
    • D01D5/0084—Coating by electro-spinning, i.e. the electro-spun fibres are not removed from the collecting device but remain integral with it, e.g. coating of prostheses
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/42—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
    • D04H1/425—Cellulose series
    • D04H1/4258—Regenerated cellulose series
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/58—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by applying, incorporating or activating chemical or thermoplastic bonding agents, e.g. adhesives
    • D04H1/587—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by applying, incorporating or activating chemical or thermoplastic bonding agents, e.g. adhesives characterised by the bonding agents used
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/58—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by applying, incorporating or activating chemical or thermoplastic bonding agents, e.g. adhesives
    • D04H1/64—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by applying, incorporating or activating chemical or thermoplastic bonding agents, e.g. adhesives the bonding agent being applied in wet state, e.g. chemical agents in dispersions or solutions
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/70—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres
    • D04H1/72—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres the fibres being randomly arranged
    • D04H1/728—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres the fibres being randomly arranged by electro-spinning

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nonwoven Fabrics (AREA)
  • Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)

Abstract

本发明提供了一种醋酸纤维复合材料及其制备方法。复合材料包括纳米醋酸纤维层和醋酸纤维非织造布层，纳米醋酸纤维层的层内以粘结点形式相粘结，纳米醋酸纤维层和醋酸纤维非织造布层之间也以粘结点形式相粘结。制备方法包括：先采用醋酸纤维素、溶剂和粘结剂来制成纺丝液，然后静电纺丝，最后去除溶剂并固化，得到醋酸纤维复合材料。本发明的复合材料采用点粘结的方式，使纳米醋酸纤维层和醋酸纤维非织造布层形成一个受力整体，从而不容易脱落，并且不容易堵塞纳米醋酸纤维之间的间隙，具有很好的纳米效应。

Description

一种醋酸纤维复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于醋酸纤维复合技术领域，特别涉及一种醋酸纤维复合材料及其制备方法。
背景技术
纳米醋酸纤维具有直径小、比表面积与表面能大的特点，在过滤、传感、医药、生物等众多领域得到应用。然而，其强力较差，在应用上受到限制，故常常与非织造基布复合，制成强力较好的材料，以便解决纳米醋酸纤维强度较差的问题。
常规的复合方法采用非织造基布接收静电纺丝法制备的纳米纤维，使纳米纤维在非织造基布上沉积，得到纳米纤维与非织造布层状结构的纤维材料。然而，仅使纳米纤维沉积在非织造基布表面会造成纳米纤维层与非织造基布层结合不紧密，纳米纤维层容易在非织造基布层上发生变形或移动，从而很容易从其表面脱落，这会造成结构的不稳定。
为了克服上面的问题，需进一步采用固结工艺来增强二者的结合能力。然而，由于纳米纤维层和非织造基布层的相对可移动性，若在固结工艺之前二者发生相对移动，那么必然会影响固结效果和最终产品的质量。另外，常用的固结技术包括针刺、水刺、热粘合、化学粘合等，其所形成的单个粘合点面积过大，相对纳米纤维而言，易造成纳米纤维网中孔洞的堵塞，这会大大减弱了其纳米效应。再者，后固结工艺往往会破坏纳米纤维层的纳米结构。这些因素都会影响产品质量。
发明内容
本发明的第一个目的在于提供一种醋酸纤维复合材料。
本发明的第二个目的在于提供一种上述的醋酸纤维复合材料的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种醋酸纤维复合材料，其包括：纳米醋酸纤维层和醋酸纤维非织造布层，纳米醋酸纤维层中的纳米醋酸纤维之间通过第一粘结剂以粘结点形式相粘结，纳米醋酸纤维层的表面与醋酸纤维非织造布层的表面(即二者的接触面)通过第二粘结剂以粘结点形式相粘结。
其中，第一粘结剂和第二粘结剂为能够与醋酸纤维互溶的非挥发物质，第一粘结剂和第二粘结剂也互溶。第一粘结剂和第二粘结剂的种类可以相同，也可以不同。若第一粘结剂和第二粘结剂的种类相同，则第一粘结剂和第二粘结剂均为三醋酸甘油酯。
在醋酸纤维复合材料成品中，纳米醋酸纤维层中的纳米醋酸纤维之间是通过第一类粘结点形式相粘结的，因此，第一类粘结点与纳米醋酸纤维的接触面积可以占全部纳米醋酸纤维的表面积之和的0.01％至30％，也可以占0.05％至25％，还可以占0.1％至20％，可以进一步占0.5％至15％。
在醋酸纤维复合材料成品中，纳米醋酸纤维层与醋酸纤维非织造布层之间是通过第二类粘结点形式相粘结的，因此，第二类粘结点与醋酸纤维非织造布层的表面的接触面积可以占醋酸纤维非织造布层的表面面积的0.01％至25％，也可以为0.05％至20％，还可以为0.1％至15％，可以进一步为0.15％至10％。
纳米醋酸纤维层中的纳米醋酸纤维的直径可以为1-1000nm，也可以为5-800nm，还可以为10-500nm，进一步可以为100-300nm。此处的直径指的是纳米醋酸纤维为上述各个范围中的任意一个数值，也即，本发明的纳米醋酸纤维的直径是均一的。纳米醋酸纤维层的克重可以为3.0-4.0g/m2。
醋酸纤维非织造布中的醋酸纤维的直径可以为1-100μm，也可以为3-95μm，还可以为5-90μm，进一步可以为10-80μm，更进一步可以为50-60μm。醋酸纤维非织造布层的克重可以为25-130g/m2，也可以为30-120g/m2，还可以为50-100g/m2，进一步可以为60-80g/m2。
在本发明中，醋酸纳米纤维网的内部纤维之间以粘结点形式相互粘连；在纳米纤维网与非织造布界面处，相互接触的纳米纤维与非织造布外层纤维之间也是以粘结点形式相互粘连。
一种醋酸纤维复合材料的制备方法，其包括如下步骤：
(1)、至少采用醋酸纤维素、溶剂和非挥发性液体粘结剂来制成纺丝液；
(2)、采用静电纺丝法使纺丝液中的醋酸纤维素形成纳米醋酸纤维并在醋酸纤维非织造布上沉积，得到层状材料；
(3)、去除层状材料中的溶剂并固化层状材料中的非挥发性液体粘结剂，得到醋酸纤维复合材料。
在步骤(1)中，醋酸纤维素为二醋酸纤维素，其重均分子量可以为5万-15万。溶剂可以为丙酮、醋酸、水或二甲基乙酰胺中的一种以上。非挥发性液体粘结剂为三醋酸甘油酯。
在步骤(1)中，醋酸纤维素与非挥发性液体粘结剂的质量比可以为(5-25):1，也可以为(10-20):1，还可以为(15-18):1。
在步骤(1)中，溶剂与非挥发性液体粘结剂的质量比可以为(50-150):1，也可以为(60-100):1，还可以为(70-85):1。
在步骤(2)中，静电纺丝法的纺丝电压为15-30kV，纺丝速度为0.5-1.9m/min，接受距离为17-30cm。
在步骤(3)中，采用加热来进行去除和固化。
由于采用上述方案，本发明的有益效果是：
首先，相对于现有技术的“面粘接”而言，本发明的非挥发性液体粘结剂能够使得纳米醋酸纤维层中相邻的纳米醋酸纤维之间以及纳米醋酸纤维层和醋酸纤维非织造布层之间以纳米尺度的“点粘结”，因此，本发明的粘结方式不仅能够使得纳米醋酸纤维层和醋酸纤维非织造布层复合成一个整体受力结构，从而使二者之间不发生相对移动，不容易产生纳米醋酸纤维层从醋酸纤维非织造布层上脱落的问题，而且不容易堵塞纳米醋酸纤维层中各根纳米醋酸纤维之间的间隙，从而获得很好的纳米效应。
其次，本发明的制备方法使得纳米醋酸纤维层和醋酸纤维非织造布层通过静电纺丝法就能够直接复合成整体受力结构，不必再经过后继的固定或复合步骤，从而不会产生后期复合所导致的容易破坏纳米醋酸纤维层的纳米结构的问题，并且能够节省后期复合的工艺流程。
说明书附图
图1为本发明的醋酸纤维复合材料的电镜图。
图2为本发明的醋酸纤维复合材料的粘结示意图
附图标注
纳米醋酸纤维1、连接桥2、连接桥3、醋酸纤维非织造布4。
具体实施方式
本发明提供了一种醋酸纤维复合材料及其制备方法。
<醋酸纤维复合材料>
一种醋酸纤维复合材料，其包括：醋酸纤维非织造布层和形成于该醋酸纤维非织造布层的至少一个表面上的纳米醋酸纤维层。例如，该醋酸纤维复合材料的结构可以为“醋酸纤维非织造布层/纳米醋酸纤维层”，也可以为“纳米醋酸纤维层/醋酸纤维非织造布层/纳米醋酸纤维层”夹芯结构，还可以为多个“纳米醋酸纤维层/醋酸纤维非织造布层/纳米醋酸纤维层”复合而成的叠层结构。
[纳米醋酸纤维层]
纳米醋酸纤维层的克重可以为3.0-4.0g/m2，其由纳米醋酸纤维构成。该纳米醋酸纤维的直径可以为1-1000nm，也可以为5-800nm，还可以为10-500nm，进一步可以为100-300nm。
纳米醋酸纤维为特定组成的纺丝液通过静电纺丝法形成，该纺丝液包括醋酸纤维素、溶剂和非挥发性液体粘结剂。醋酸纤维素与非挥发性液体粘结剂的质量比为(5-25):1，也可以为(10-20):1，还可以为(15-18):1。溶剂与非挥发性液体粘结剂的质量比为(50-150):1，也可以为(60-100):1，还可以为(70-85):1。非挥发性液体粘结剂在纺丝液中的质量百分比为0.5-2％。
其中，醋酸纤维素优选为二醋酸纤维素，其重均分子量可以为5万-15万，也可以为6万-12万，还可以为7万-10万，可以进一步为8万-9万。
溶剂为能够溶解二醋酸纤维素或醋酸纤维以及非挥发性液体粘结剂的物质，例如，可以为丙酮、醋酸、水或二甲基乙酰胺中的任意一种或两种以上。溶剂的添加量应保证纺丝液的流动性较好，并且能通过静电纺丝法形成纤维丝束。
非挥发性液体粘结剂能够与醋酸纤维素互溶，例如，其可以为三醋酸甘油酯。因为纺丝液中含有非挥发性液体粘结剂并且其具有非挥发性，所以该种粘结剂在静电纺丝时不会挥发并且呈现液态。当纺丝液中的二醋酸纤维素静电纺丝形成纳米醋酸纤维后，该种粘结剂不连续地分布于纳米醋酸纤维的表面。相邻的纳米醋酸纤维之间通过这种粘结剂相连。随后的固化过程使得该种液体粘结剂发生固化，从而在相邻的纳米醋酸纤维之间形成“桥梁”，起到支撑作用。由于纳米醋酸纤维的尺寸为纳米级，因此固化后的液体粘结剂在纳米醋酸纤维之间所形成的支撑结构也为纳米级，不会阻塞纳米醋酸纤维之间的孔洞，由此，这两种材料的结合形成了具有纳米级孔洞的空间结构，能够作为一个受力整体，具有很好的纳米效应。
如图1和图2所示，两根纳米醋酸纤维之间通过连接桥2相连。该连接桥2由纺丝液中的非挥发性液体粘结剂经固化后形成。当纺丝液中的二醋酸纤维素形成纳米醋酸纤维1后，非挥发性液体粘结剂会不连续地覆盖在纳米醋酸纤维1的表面，张力作用使得部分非挥发性液体粘结剂在相邻的纳米醋酸纤维1之间形成“桥梁”。在随后的溶剂去除和固化过程完成后，液态的“桥梁”发生固化，从而形成横跨在两根纳米醋酸纤维之间的固态的连接桥2。因为非挥发性液体粘结剂并非完全覆盖纳米醋酸纤维的表面，而是断断续续地连接相邻的纳米醋酸纤维，所以纳米醋酸纤维1和连接桥2会形成具有纳米级孔洞的空间结构。图1中的纳米醋酸纤维的横截面为Y型，图2中的纳米醋酸纤维的横截面为圆形。
“桥梁”和空隙结构的形成需要保证非挥发性液体粘结剂不连续地覆盖在纳米醋酸纤维1的表面，因此，可以将非挥发性液体粘结剂在纳米醋酸纤维1表面的覆盖面积定义为接触面积，并且使得该非挥发性液体粘结剂与纳米醋酸纤维的接触面积占全部纳米醋酸纤维的表面积之和的0.01％至30％，也可以为0.05％至25％，还可以为0.1％至20％，也可以进一步为0.5％至15％。
当然，图1和图2仅为示例性说明，纳米醋酸纤维的横截面也可以为其它形状。喷丝孔的形状决定了横截面的形状，即采用什么样的喷丝孔就会产生什么样的横截面。
[醋酸纤维非织造布层]
醋酸纤维非织造布层的克重可以为25-130g/m2，也可以为30-120g/m2，还可以为50-100g/m2，进一步可以为60-80g/m2。醋酸纤维非织造布层是以醋酸纤维素为生产原料通过非织造布技术制成的。醋酸纤维非织造布中的醋酸纤维的直径为1-100μm，也可以为3-95μm，还可以为5-90μm，进一步可以为10-80μm，更进一步可以为50-60μm。
如图1所示，当纳米醋酸纤维1通过静电纺丝法形成于醋酸纤维非织造布4的表面后，因为纳米醋酸纤维1的表面不连续地覆盖有非挥发性液体粘结剂，并且该非挥发性液体粘结剂能够溶于醋酸纤维，所以在纳米醋酸纤维1与醋酸纤维非织造布4的接触面处，非挥发性液体粘结剂会部分溶解醋酸纤维非织造布4的表面的醋酸纤维，张力作用也会使纳米醋酸纤维1与醋酸纤维非织造布4的接触面之间形成“桥梁”。在随后的溶剂去除和固化过程完成后，液态的“桥梁”发生固化，从而形成横跨在纳米醋酸纤维1与醋酸纤维非织造布4的接触面之间的连接桥3。因为非挥发性液体粘结剂并非完全覆盖纳米醋酸纤维的表面，而是断断续续地连接相邻的纳米醋酸纤维，所以连接桥3也不会完全覆盖醋酸纤维非织造布4的表面，而是在纳米醋酸纤维层和醋酸纤维非织造布层的界面处也形成具有纳米级孔洞的立体交联结构。该立体交联结构的横切面能够呈现有网孔的网状结构。
“桥梁”和空隙结构的形成需要保证非挥发性液体粘结剂不连续地覆盖在醋酸纤维非织造布4的表面，因此，可以将非挥发性液体粘结剂在醋酸纤维非织造布4的表面的覆盖面积定义为接触面积，使得该非挥发性液体粘结剂与醋酸纤维非织造布层的表面的接触面积占醋酸纤维非织造布层的表面的0.01％至25％，也可以为0.05％至20％，还可以为0.1％至15％，可以进一步为0.15％至10％。
当然，也可以实现在醋酸纤维非织造布4的表面涂刷能同时与醋酸纤维素和非挥发性液体粘结剂互溶的其它非挥发性粘结剂，这样也能起到等同的效果。
因此，本发明的非挥发性液体粘结剂能够使得相邻的纳米醋酸纤维1之间形成固态的连接桥2，并且使得纳米醋酸纤维层和醋酸纤维非织造布层的接触面也形成固态的连接桥3，这些连接桥能够起到支撑作用，能够将纳米醋酸纤维之间以及纳米醋酸纤维与醋酸纤维非织造布之间连接在一起，起到整体受力作用，并且防止纳米醋酸纤维层相对于醋酸纤维非织造布层的移位。另一方面，本发明的非挥发性液体粘结剂是形成于纳米醋酸纤维的表面的，其所形成的连接桥也是纳米尺寸，从而不会阻塞纳米醋酸纤维层中的空隙，具有很好的纳米效应。
<醋酸纤维复合材料的制备方法>
一种醋酸纤维复合材料的制备方法，其包括如下步骤：
(1)、至少采用醋酸纤维素、溶剂和非挥发性液体粘结剂来制成纺丝液；
(2)、采用静电纺丝法使纺丝液形成纳米醋酸纤维丝束并在醋酸纤维非织造布上沉积，得到层状材料；
(3)、去除层状材料中残留的溶剂并且固化该层状材料中的非挥发性液体粘结剂，得到醋酸纤维复合材料。
其中，在步骤(1)中，醋酸纤维素为二醋酸纤维素，其重均分子量为5万-15万。
溶剂为能够溶解二醋酸纤维素和非挥发性液体粘结剂的挥发性物质，例如，可以为丙酮、醋酸、水或二甲基乙酰胺中的一种以上。
非挥发性液体粘结剂为能够与醋酸纤维素互溶的物质，例如，三醋酸甘油酯。
醋酸纤维素与非挥发性液体粘结剂的质量比为(5-25):1，也可以为(10-20):1，还可以为(15-18):1。
溶剂与非挥发性液体粘结剂的质量比为(50-150):1，也可以为(60-100):1，还可以为(70-85):1。
在步骤(2)中，静电纺丝法的纺丝电压为15-30kV，纺丝速度为0.5-1.9m/min，接受距离为17-30cm。
在步骤(2)中，纺丝液经过静电纺丝法会形成纳米醋酸纤维丝束，该纳米醋酸纤维丝束包括纳米醋酸纤维和不完全覆盖在该纳米醋酸纤维表面的非挥发性液体粘结剂。其中，纺丝液中的醋酸纤维素形成纳米醋酸纤维，纺丝液中的非挥发性液体粘结剂则不连续地覆盖在纳米醋酸纤维的表面。
在步骤(3)中，采用加热法来去除溶剂和固化。溶剂为易挥发性物质，在加热的条件下很容易挥发。而非挥发性液体粘结剂为不挥发性物质，在加热的条件下不会挥发并发生固化，形成固体物质。
<实施例1>
本实施例提供了一种醋酸纤维复合材料的制备方法，其包括如下步骤：
(1)、将二醋酸纤维素、溶剂(丙酮)和非挥发性液体粘结剂(三醋酸甘油酯)混合均匀，制成纺丝液。
(2)、采用静电纺丝法使纺丝液形成纳米醋酸纤维丝束，以醋酸纤维非织造布为接收材料，使纳米醋酸纤维丝束在醋酸纤维非织造布上沉积。
(3)、将步骤(2)所得产物置于干燥装置(烘箱)中，在100℃干燥3分钟，以便挥发掉溶剂并且固化非挥发性液体粘结剂，最后得到醋酸纤维复合材料。
其中，在步骤(2)中，在纳米醋酸纤维丝束的成型过程中，非挥发性液体粘结剂会残留在纳米醋酸纤维的表面。当新形成的纳米醋酸纤维丝束在沉积时，与已沉积的纳米醋酸纤维丝束或者醋酸纤维非织造布相接触，其表面覆盖的非挥发性液体粘结剂会溶解接触点，形成粘结点，粘结点之间会形成“桥梁”。
在步骤(3)中，易挥发性的溶剂在高温的作用下挥发，非挥发性液体粘结剂所形成的“桥梁”在高温下发生固化，变成起到支撑和连接作用的连接桥。
总之，本发明在醋酸纤维素静电纺丝液中加入适量三醋酸甘油酯并搅拌均匀，以醋酸纤维非织造布为接收材料，通过溶液静电纺丝法制备醋酸纳米纤维，纳米纤维在成型过程中，非挥发性溶剂三醋酸甘油酯残留在纳米纤维表面，当纳米纤维沉积时，与非织造基布或已沉积纳米纤维接触，通过表层三醋酸甘油酯溶解接触点，从而形成粘结点，然后进入干燥装置，烘干残留的溶剂与三醋酸甘油酯。本发明通过在纺丝液中添加一定比例的非挥发性且溶解醋酸纤维的三醋酸甘油酯，通过纺丝实现醋酸纳米纤维内部及其与醋酸纤维非织造布表层纤维间形成粘结点，解决了纳米纤维网强力较差、易于从非织造布上脱落的问题，并且该方法为在线复合，大幅缩短了工艺流程，省去后期复合工艺。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明；熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动；因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种醋酸纤维复合材料，其特征在于：包括：纳米醋酸纤维层和醋酸纤维非织造布层，所述纳米醋酸纤维层中的纳米醋酸纤维之间通过第一粘结剂以粘结点形式相粘结，所述纳米醋酸纤维层与所述醋酸纤维非织造布层的接触面通过第二粘结剂以粘结点形式相粘结，并形成具有纳米级孔洞的立体交联结构，该立体交联结构的横切面能够呈现有网孔的网状结构；
所述第一粘结剂与所述纳米醋酸纤维的接触面积占全部纳米醋酸纤维的表面积之和的0.01%至30%，所述第二粘结剂与所述醋酸纤维非织造布层的表面的接触面积占所述醋酸纤维非织造布层的表面面积的0.01%至25%；
所述第一粘结剂和所述第二粘结剂为能够与醋酸纤维互溶的非挥发物质，非挥发性液体粘结剂则不连续地覆盖在纳米醋酸纤维的表面。
2.根据权利要求1所述的醋酸纤维复合材料，其特征在于： 所述第一粘结剂和所述第二粘结剂的种类相同或不同。
3.根据权利要求2所述的醋酸纤维复合材料，其特征在于：所述第一粘结剂和所述第二粘结剂均为三醋酸甘油酯。
4.根据权利要求1所述的醋酸纤维复合材料，其特征在于：所述第一粘结剂与所述纳米醋酸纤维的接触面积占全部纳米醋酸纤维的表面积之和的0.05%至25%。
5.根据权利要求1所述的醋酸纤维复合材料，其特征在于：所述第二粘结剂与所述醋酸纤维非织造布层的表面的接触面积占所述醋酸纤维非织造布层的表面面积的0.05%至20%。
6.根据权利要求1所述的醋酸纤维复合材料，其特征在于：所述纳米醋酸纤维层中的纳米醋酸纤维的直径为1-1000nm；和/或，
所述纳米醋酸纤维层的克重为3.0-4.0g/m2。
7.根据权利要求1所述的醋酸纤维复合材料，其特征在于：所述醋酸纤维非织造布中的醋酸纤维的直径为1-100µm；和/或，
所述醋酸纤维非织造布层的克重为25-130g/m2。
8.一种如权利要求1所述的醋酸纤维复合材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）、至少采用醋酸纤维素、溶剂和非挥发性液体粘结剂来制成纺丝液；
（2）、采用静电纺丝法使所述纺丝液中的醋酸纤维素形成纳米醋酸纤维并在醋酸纤维非织造布上沉积，得到层状材料；
（3）、去除所述层状材料中的溶剂并固化所述层状材料中的非挥发性液体粘结剂，得到醋酸纤维复合材料；
在步骤（1）中，所述醋酸纤维素为二醋酸纤维素，其重均分子量为5万-15万；
所述溶剂为丙酮、醋酸、水或二甲基乙酰胺中的一种以上；
所述非挥发性液体粘结剂为三醋酸甘油酯；
所述醋酸纤维素与所述非挥发性液体粘结剂的质量比为（5-25）:1；
所述溶剂与所述非挥发性液体粘结剂的质量比为（50-150）:1。
9.根据权利要求8所述的醋酸纤维复合材料的制备方法，其特征在于：在步骤（2）中，所述静电纺丝法的纺丝电压为15-30kV，纺丝速度为0.5-1.9m/min，接受距离为17-30cm。
10.根据权利要求8所述的醋酸纤维复合材料的制备方法，其特征在于：在步骤（3）中，采用加热来进行所述去除和所述固化。
CN201810927569.0A 2018-08-15 2018-08-15 一种醋酸纤维复合材料及其制备方法 Active CN109252287B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810927569.0A CN109252287B (zh) 2018-08-15 2018-08-15 一种醋酸纤维复合材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810927569.0A CN109252287B (zh) 2018-08-15 2018-08-15 一种醋酸纤维复合材料及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109252287A CN109252287A (zh) 2019-01-22
CN109252287B true CN109252287B (zh) 2021-11-05

Family

ID=65050123

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810927569.0A Active CN109252287B (zh) 2018-08-15 2018-08-15 一种醋酸纤维复合材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109252287B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110743249B (zh) * 2019-10-30 2021-03-12 博裕纤维科技（苏州）有限公司 带锚点耐反吹纳米纤维复合滤材

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101949068A (zh) * 2010-10-26 2011-01-19 东华大学 一种基于二醋酯静电纺溶液的纺丝方法
JP4825168B2 (ja) * 2007-05-24 2011-11-30 三菱レイヨン株式会社 セルロースアセテート繊維の紡糸方法
CN103895294A (zh) * 2014-03-18 2014-07-02 天津工业大学 一种纺粘/静电纺/纺粘复合非织造材料及其制备方法
CN104884559A (zh) * 2012-12-28 2015-09-02 3M创新有限公司 具有粘合剂分离层的制品
CN105088376A (zh) * 2015-08-04 2015-11-25 浙江中烟工业有限责任公司 高界面粘附强度纳米纤维复合丝束及其制备方法和应用
CN106418689A (zh) * 2016-09-28 2017-02-22 北京科技大学 一种卷烟嘴棒及其制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4825168B2 (ja) * 2007-05-24 2011-11-30 三菱レイヨン株式会社 セルロースアセテート繊維の紡糸方法
CN101949068A (zh) * 2010-10-26 2011-01-19 东华大学 一种基于二醋酯静电纺溶液的纺丝方法
CN104884559A (zh) * 2012-12-28 2015-09-02 3M创新有限公司 具有粘合剂分离层的制品
CN103895294A (zh) * 2014-03-18 2014-07-02 天津工业大学 一种纺粘/静电纺/纺粘复合非织造材料及其制备方法
CN105088376A (zh) * 2015-08-04 2015-11-25 浙江中烟工业有限责任公司 高界面粘附强度纳米纤维复合丝束及其制备方法和应用
CN106418689A (zh) * 2016-09-28 2017-02-22 北京科技大学 一种卷烟嘴棒及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN109252287A (zh) 2019-01-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105926161B (zh) 一种具有梯度结构的粗细组合纳米纤维空气过滤材料的制备方法
JP6483275B2 (ja) グラフェン繊維不織布の製造方法
CN105396563B (zh) 高吸附性二醋酸纤维素复合静电纺纳米纤维有序多孔薄膜的制备方法
CN105920920B (zh) 一种基于石墨烯材料过滤网制作工艺
CN107497181B (zh) 熔喷纤维/纳米纤维/玻璃纤维复合过滤材料及其制备
CA2518198A1 (en) Electroprocessed phenolic materials and methods
JP2011504138A5 (zh)
CN109252287B (zh) 一种醋酸纤维复合材料及其制备方法
CN104689724A (zh) 一种有机无机复合纳米纤维膜过滤材料及其制备方法
Gentsch et al. Single‐step electrospinning of bimodal fiber meshes for ease of cellular infiltration
CN108385282B (zh) 一种三维立体纤维膜的制备方法
CN105999852A (zh) 一种具有梯度结构的微珠/纳米纤维复合空气过滤材料及其制备方法
CN111455566A (zh) 复合纳米纤维膜及其制备方法
CN113413684B (zh) 一种聚乳酸纳米双层纤维膜滤芯及其制备方法
Doğan et al. Single-needle electrospinning of PVA hollow nanofibers for core–shell structures
CN113368712B (zh) 一种高效空气过滤复合纳米纤维膜及其制备方法
CN111282342A (zh) 一种长效驻极纳米纤维过滤材料及其制备方法
WO2019058292A1 (en) NANOFIBER FILTER MEDIA AND METHODS OF MAKING THE SAME
CN105709502A (zh) 一种防静电夹心净化材料
CN108176256A (zh) 一种耐高温复合纳米纤维过滤膜制备方法
CN111330355B (zh) 一种驻极纳米纤维高效过滤材料及其制备方法
JP5017602B2 (ja) 中空微細線状金属酸化物集積体及びその製造方法
KR20110131665A (ko) 셀룰로오스 나노섬유를 이용한 에어 필터여재 및 그 제조방법
KR101853310B1 (ko) 섬유간 공간이 확장된 고분산 섬유집합체의 제조방법 및 이의 제조장치
JP5653809B2 (ja) カーボン繊維不織布及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant