低溫光聚合法制備聚乙二醇二丙烯酸酯交聯(lián)纖維的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高分子材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種低溫光聚合法制備聚乙二醇二丙烯酸酯交聯(lián)纖維的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]纖維是指由連續(xù)或不連續(xù)的細(xì)絲組成的物質(zhì)。由于纖維具有尺寸小，長(zhǎng)徑比高，比表面積和量子尺寸效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)，在組織工程支架，高級(jí)防護(hù)服，高效傳感器，藥物控釋載體和催化劑載體等方面具有廣泛的應(yīng)用前景。
[0003]目前制備纖維的方法主要有超高倍拉伸熔體紡絲法，海島型復(fù)合紡絲法，模板聚合法，靜電紡絲法和相分離。超高倍拉伸熔體紡絲法是聚合物經(jīng)過(guò)超高倍拉伸制備長(zhǎng)絲型超細(xì)纖維，雖然此方法成本較低，但只有能承受巨大應(yīng)變的聚合物材料才能有可能制備成納米纖維，且該方法制備超細(xì)纖維的過(guò)程中容易產(chǎn)生毛絲。海島型復(fù)合紡絲法是采用共混熔體紡絲的方法，將兩種互不相溶的聚合物通過(guò)雙螺桿擠出到特殊設(shè)計(jì)的分配板和噴絲板制備出共混纖維。模板聚合法是用納米多孔膜作為模板來(lái)制備納米纖維或中空納米纖維的方法，該方法聚合條件易于控制，聚合影響因素少，可以獲得各種結(jié)構(gòu)的納米尺寸聚合物產(chǎn)物，反應(yīng)完成后模板容易去除，主要缺點(diǎn)就是非常耗時(shí)。靜電紡絲法是一種比較容易制備出連續(xù)的各種形貌的納米纖維的一種方法，所制備的纖維的直徑小于lOOnm，長(zhǎng)度可以達(dá)到幾千米，其缺點(diǎn)是很難進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。相分離法是溶解、凝膠化、萃取、冷凝和干燥得到納米多孔泡沫的過(guò)程，得到的聚合物多孔納米纖維直徑在300?900nm之間，孔徑為I?120nm。其缺點(diǎn)是需要花費(fèi)很長(zhǎng)的時(shí)間使聚合物轉(zhuǎn)化為納米多孔泡沫。
[0004]聚乙二醇二丙烯酸酯中含有聚乙二醇的主鏈，且聚乙二醇具有良好的極性，水溶性和柔性，有類似冠醚等結(jié)構(gòu)特征，因而在制備高吸水性樹(shù)脂、涂料、粘合劑、水處理阻垢劑、固定酶、藥物載體以及水凝膠等功能高分子材料方面都有著重要的用途。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種低溫光聚合法制備聚乙二醇二丙烯酸酯交聯(lián)纖維的方法，通過(guò)光聚合可以得到聚乙二醇二丙烯酸酯交聯(lián)纖維，有良好的極性，水溶性和柔性，有類似冠醚等結(jié)構(gòu)特征，在制備高吸水性樹(shù)脂、涂料、粘合劑、水處理阻垢劑、固定酶、藥物載體以及水凝膠等功能高分子材料方面都有著重要的用途。
[0006]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
[0007]一種低溫光聚合法制備聚乙二醇二丙烯酸酯交聯(lián)纖維的方法，包括以下步驟:
[0008]I)將水溶性的聚乙二醇二丙烯酸酯的混合物與光引發(fā)劑溶于水中，低溫冷凍，得冷凍結(jié)晶固體，
[0009]2)將冷凍結(jié)晶固體在光的作用下光照交聯(lián)，得交聯(lián)冷凍結(jié)晶固體，
[0010]3)將交聯(lián)冷凍結(jié)晶固體冷凍干燥除去水，得到的交聯(lián)纖維；
[0011]所述水溶性的聚乙二醇二丙烯酸酯與水的質(zhì)量比為1-5:100-10000，
[0012]所述光引發(fā)劑與水溶性的聚乙二醇二丙烯酸酯混合物的質(zhì)量比為0.001-0.1:1。
[0013]作為優(yōu)選，所述水溶性的聚乙二醇二丙烯酸酯為聚乙二醇(600) 二丙烯酸酯，聚乙二醇(700) 二丙烯酸酯，聚乙二醇(1000) 二丙烯酸酯，聚乙二醇(2000) 二丙烯酸酯，聚乙二醇(4000) 二丙烯酸酯，聚乙二醇(6000) 二丙烯酸酯，聚乙二醇(10000) 二丙烯酸酯，聚乙二醇(20000) 二丙烯酸酯中的一種或幾種。其中聚乙二醇(600) 二丙烯酸酯為以聚乙烯醇600為原料形成的聚乙二醇二丙烯酸酯，其他原料與此類似。
[0014]作為優(yōu)選，所述光引發(fā)劑為2959，8700，水溶性硫雜蒽酮類光引發(fā)劑，水溶性的樟腦醌光弓I發(fā)劑，或水溶性的二苯甲酮類光引發(fā)劑。
[0015]作為優(yōu)選，所述低溫冷凍的冷凍溫度為_(kāi)197°C -(TC。
[0016]作為優(yōu)選，所述低溫冷凍的冷凍過(guò)程為快速冷凍。是將混合溶液在極短的時(shí)間內(nèi)冷凍結(jié)晶，一般控制在3min之內(nèi)。
[0017]作為優(yōu)選，所述光照交聯(lián)的溫度為_(kāi)197°C -(TC。
[0018]作為優(yōu)選，所述光照交聯(lián)所用的光源為可見(jiàn)光光源和紫外光光源。
[0019]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明提供的一種低溫光聚合法制備聚乙二醇二丙烯酸酯交聯(lián)纖維的方法，通過(guò)光聚合可以得到聚乙二醇二丙烯酸酯交聯(lián)纖維，有良好的極性，水溶性和柔性，有類似冠醚等結(jié)構(gòu)特征，在制備高吸水性樹(shù)脂、涂料、粘合劑、水處理阻垢劑以及水凝膠等功能高分子材料方面都有著重要的用途；也可作為組織工程支架、催化劑載體和藥物控釋載體。
【附圖說(shuō)明】
[0020]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0021]圖1是采用本發(fā)明的一種低溫光聚合法制備聚乙二醇二丙烯酸酯交聯(lián)纖維的方法制備的交聯(lián)纖維。
【具體實(shí)施方式】
[0022]現(xiàn)在結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。這些附圖均為簡(jiǎn)化的示意圖，僅以示意方式說(shuō)明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。
[0023]實(shí)施例1
[0024]將水溶性的聚乙二醇(600) 二丙烯酸酯和光引發(fā)劑2959(2959與聚乙二醇(600)二丙烯酸酯的質(zhì)量比=0.1/1)溶于溶劑水中(聚乙二醇(600) 二丙烯酸酯與水的質(zhì)量比=1/100)，于o°c低溫冷凍，使水冷凍結(jié)晶，在o°c低溫下用紫外光光源光照交聯(lián)，冷凍干燥除去溶劑水，得到交聯(lián)纖維材料，如圖1所示。
[0025]實(shí)施例2
[0026]將水溶性的聚乙二醇(20000) 二丙烯酸酯和水溶性的樟腦醌光引發(fā)劑(水溶性的樟腦醌光引發(fā)劑與聚乙二醇(20000) 二丙烯酸酯的質(zhì)量比=0.001/1)溶于溶劑水中(聚乙二醇(20000) 二丙烯酸酯與水的質(zhì)量比=1/1000)，于-197°C低溫冷凍，使水冷凍結(jié)晶，在-197°C低溫下用可見(jiàn)光光源光照交聯(lián)，冷凍干燥除去溶劑水，得到交聯(lián)纖維材料。
[0027]實(shí)施例3
[0028]將水溶性的聚乙二醇(4000) 二丙烯酸酯和水溶性硫雜蒽酮類光引發(fā)劑(水溶性硫雜蒽酮類光引發(fā)劑與聚乙二醇(4000) 二丙烯酸酯的質(zhì)量比=0.005/1)溶于溶劑水中(聚乙二醇(4000) 二丙烯酸酯與水的質(zhì)量比=5/10000)，于-50°C低溫冷凍，使水冷凍結(jié)晶，在-20°C低溫下用紫外光光源光照交聯(lián)，冷凍干燥除去溶劑水，得到交聯(lián)纖維材料。
[0029]實(shí)施例4
[0030]將水溶性的聚乙二醇(1000) 二丙烯酸酯和水溶性的二苯甲酮類光引發(fā)劑(水溶性的二苯甲酮類光引發(fā)劑與聚乙二醇(1000) 二丙烯酸酯的質(zhì)量比=0.05/1)溶于溶劑水中(聚乙二醇(1000) 二丙烯酸酯與水的質(zhì)量比=5/1000)，于-100°c低溫冷凍，使水冷凍結(jié)晶，在-10°c低溫下用紫外光光源光照交聯(lián)，冷凍干燥除去溶劑水，得到交聯(lián)纖維材料。
[0031]實(shí)施例5
[0032]將水溶性的聚乙二醇(6000) 二丙烯酸酯和光引發(fā)劑8700(8700與聚乙二醇(6000) 二丙烯酸酯的質(zhì)量比=0.008/1)溶于溶劑水中(聚乙二醇(6000) 二丙烯酸酯與水的質(zhì)量比=9/10000)，于-60°C低溫冷凍，使水冷凍結(jié)晶，在_100°C低溫下用紫外光光源光照交聯(lián)，冷凍干燥除去溶劑水，得到交聯(lián)纖維材料。
[0033]實(shí)施例6
[0034]將水溶性的聚乙二醇(10000) 二丙烯酸酯和光引發(fā)劑2959(2959與聚乙二醇(10000) 二丙烯酸酯的質(zhì)量比=0.01/1)溶于溶劑水中(聚乙二醇(10000) 二丙烯酸酯與水的質(zhì)量比=1/1000)，于-30°c低溫冷凍，使水冷凍結(jié)晶，在-40°c低溫下用紫外光光源光照交聯(lián)，冷凍干燥除去溶劑水，得到交聯(lián)纖維材料。
[0035]實(shí)施例7
[0036]將水溶性的聚乙二醇(700) 二丙烯酸酯和光引發(fā)劑8700(8700與聚乙二醇(700)二丙烯酸酯的質(zhì)量比=0.005/1)溶于溶劑水中(聚乙二醇(700) 二丙烯酸酯與水的質(zhì)量比=7/10000)，于-80°C低溫冷凍，使水冷凍結(jié)晶，在_47°C低溫下用紫外光光源光照交聯(lián)，冷凍干燥除去溶劑水，得到交聯(lián)纖維材料。
[0037]實(shí)施例8
[0038]將水溶性的聚乙二醇(2000) 二丙烯酸酯和水溶性硫雜蒽酮類光引發(fā)劑(水溶性硫雜蒽酮類光引發(fā)劑與聚乙二醇(2000) 二丙烯酸酯的質(zhì)量比=0.001/1)溶于溶劑水中(聚乙二醇(2000) 二丙烯酸酯與水的質(zhì)量比=2/10000)，于-50°C低溫冷凍，使水冷凍結(jié)晶，在-70°C低溫下用紫外光光源光照交聯(lián)，冷凍干燥除去溶劑水，得到交聯(lián)纖維材料。
[0039]以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實(shí)施例為啟示，通過(guò)上述的說(shuō)明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說(shuō)明書(shū)上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來(lái)確定其技術(shù)性范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種低溫光聚合法制備聚乙二醇二丙烯酸酯交聯(lián)纖維的方法，包括以下步驟: 1)將水溶性的聚乙二醇二丙烯酸酯的混合物與光引發(fā)劑溶于水中，低溫冷凍，得冷凍結(jié)晶固體， 2)將冷凍結(jié)晶固體在光的作用下光照交聯(lián)，得交聯(lián)冷凍結(jié)晶固體， 3)將交聯(lián)冷凍結(jié)晶固體冷凍干燥除去水，得到的交聯(lián)纖維； 所述水溶性的聚乙二醇二丙烯酸酯與水的質(zhì)量比為1-5:100-10000， 所述光引發(fā)劑與水溶性的聚乙二醇二丙烯酸酯混合物的質(zhì)量比為0.001-0.1:1。2.如權(quán)利要求1所述的一種低溫光聚合法制備聚乙二醇二丙烯酸酯交聯(lián)纖維的方法，其特征在于:所述水溶性的聚乙二醇二丙烯酸酯為聚乙二醇(600) 二丙烯酸酯，聚乙二醇(700) 二丙烯酸酯，聚乙二醇(1000) 二丙烯酸酯，聚乙二醇(2000) 二丙烯酸酯，聚乙二醇(4000) 二丙烯酸酯，聚乙二醇(6000) 二丙烯酸酯，聚乙二醇(10000) 二丙烯酸酯，聚乙二醇(20000) 二丙烯酸酯中的一種或幾種。3.如權(quán)利要求1所述的一種低溫光聚合法制備聚乙二醇二丙烯酸酯交聯(lián)纖維的方法，其特征在于:所述光引發(fā)劑為2959，8700，水溶性硫雜蒽酮類光引發(fā)劑，水溶性的樟腦醌光引發(fā)劑，或水溶性的二苯甲酮類光引發(fā)劑。4.如權(quán)利要求1所述的一種低溫光聚合法制備聚乙二醇二丙烯酸酯交聯(lián)纖維的方法，其特征在于:所述低溫冷凍的冷凍溫度為_(kāi)197°C -0°C。5.如權(quán)利要求1所述的一種低溫光聚合法制備聚乙二醇二丙烯酸酯交聯(lián)纖維的方法，其特征在于:所述低溫冷凍的冷凍過(guò)程為快速冷凍。6.如權(quán)利要求1所述的一種低溫光聚合法制備聚乙二醇二丙烯酸酯交聯(lián)纖維的方法，其特征在于:所述光照交聯(lián)的溫度為_(kāi)197°C -(TC。7.如權(quán)利要求1所述的一種低溫光聚合法制備聚乙二醇二丙烯酸酯交聯(lián)纖維的方法，其特征在于:所述光照交聯(lián)所用的光源為可見(jiàn)光光源和紫外光光源。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種低溫光聚合法制備聚乙二醇二丙烯酸酯交聯(lián)纖維的方法，發(fā)明提供的這種交聯(lián)纖維是使用聚乙二醇二丙烯酸酯在自由基光引發(fā)劑的引發(fā)下，低溫光聚合反應(yīng)獲得交聯(lián)纖維，可作為組織工程支架、催化劑載體和藥物控釋載體。其制備方法為，將水溶性的聚乙二醇二丙烯酸酯和引發(fā)劑溶于水中，低溫冷凍，使水冷凍結(jié)晶，在低溫光照交聯(lián)，冷凍干燥除去水，得到交聯(lián)纖維材料。該方法的特點(diǎn)是制備工藝簡(jiǎn)單，速度快，材料交聯(lián)和成纖維的過(guò)程通過(guò)一步反應(yīng)完成。
【IPC分類】D01F6/16, C08F2/48, C08F120/28
【公開(kāi)號(hào)】CN104894671
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510299267
【發(fā)明人】王克敏, 張楠, 管佳瑜, 殷紅, 陳佳杰
【申請(qǐng)人】常州大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年9月9日
【申請(qǐng)日】2015年6月4日