專利名稱：高壓靜電噴霧制備pei/pmma復(fù)合納米微球的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于復(fù)合納米微球的制備領(lǐng)域，特別涉及一種高壓靜電噴霧制備PEI/PMMA復(fù)合納米微球的方法。
背景技術(shù)：
納米復(fù)合材料是近年來發(fā)展的新型材料，由于納米復(fù)合材料的尺寸介于分子與體相之間，屬于介觀系統(tǒng)，因此表現(xiàn)出與分子及體相不同的特殊性質(zhì)，具有明顯的表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)和宏觀量子隧道效應(yīng)，呈現(xiàn)許多優(yōu)良的物理和化學(xué)特性。而制備納米復(fù)合材料的常見方法很多，例如插層復(fù)合法、溶膠-凝膠法、原位聚合法、超聲波法、化學(xué)分散添加劑法、共混法高聚物溶液直接插入法、共混法高聚物熔融直接插入法等。

近年來由于納米技術(shù)的熱潮，應(yīng)用高壓靜電噴霧技術(shù)制備納米微球的方法受到人們的廣泛關(guān)注。利用靜電噴霧技術(shù)值得的微球在藥物緩釋、組織工程、復(fù)合材料以及催化合成方面已經(jīng)得到了很廣泛的研究，其中一些已經(jīng)進(jìn)入實(shí)際生產(chǎn)，在投入市場(chǎng)后得到了很好的效果。靜電噴霧的主要設(shè)備包括注射泵、給液器、高壓直流電源、收集器這四部分組成，其工作原理是通過外加電場(chǎng)力克服噴頭毛細(xì)管尖端液滴的液體表面張力和粘彈力而形成射流，在靜電斥力、庫侖力和表面張力共同作用下，被霧化后的液體射流被高頻彎曲、拉延、分裂，在幾十毫秒內(nèi)被牽伸千萬倍，經(jīng)溶劑揮發(fā)或熔體冷卻在接收端得到納米級(jí)微球。該技術(shù)工藝過程簡(jiǎn)單、操控方便、選擇材料范圍廣泛、可控性強(qiáng)，被認(rèn)為是具有可能實(shí)現(xiàn)連續(xù)納米微球工業(yè)化生產(chǎn)的一種方法，應(yīng)有該技術(shù)制備功能納米纖維具有良好的前景預(yù)測(cè)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種高壓靜電噴霧制備PEI/PMMA復(fù)合納米微球的方法，該制備工藝簡(jiǎn)單，原料易得，制備條件溫和，所得納米微球表面光滑，粒徑分布在300-1000nm 之間。本發(fā)明的高壓靜電噴霧制備PEI/PMMA復(fù)合納米微球的方法，包括(I)以N，N-二甲基乙酰胺DMAC為溶劑，將聚醚酰亞胺PEI與聚甲基丙烯酸甲酯PMMA加到溶劑中，振蕩至完全溶解得紡絲液；其中PEI與PMMA的重量比為I. 0-3.0:1. 0，溶劑DMAC與PMMA的重量比為2. 0-5. 0:0. I ；(2)采用上述紡絲液進(jìn)行靜電紡絲，最后干燥，即得PEI/PMMA復(fù)合納米微球。所述步驟(I)中的振蕩時(shí)間為16_24h。所述步驟(2)中的靜電紡絲采用5mL注射器作為溶液儲(chǔ)存器；采用削平的針頭作為噴射細(xì)流的毛細(xì)管，所述的針頭為5號(hào)不銹鋼注射針頭，內(nèi)徑0. 5mm ;紡絲液流量由微量注射泵控制；采用鋁箔平板接收纖維。所述步驟(2)中的電紡工藝參數(shù)為推進(jìn)速率0. 1-l.OmL/h，接收板離噴絲口距離20cm,電壓9-15kv，環(huán)境溫度為20_25°C，環(huán)境濕度67±4%。
所述步驟(2)中的干燥溫度為37_50°C，干燥時(shí)間為2-4天。所述步驟(2)中得到的PEI/PMMA復(fù)合納米微球粒徑分布在300_1000nm。有益效果(I)本發(fā)明制備方法簡(jiǎn)單，原料易得，條件溫和，可單步制備混合均勻的聚合物復(fù)合納米微球；(2)本發(fā)明所得納米微球表面光滑，大小均勻，粒徑分布在300_1000nm之間。


圖I為高壓9kv、流速0. lmL/h時(shí)PEI/PMMA (重量比I: I)復(fù)合納米微球掃描電鏡圖片； 圖2為高壓9kv、流速0. lmL/h時(shí)PEI/PMMA (重量比2:1)復(fù)合納米微球掃描電鏡圖片；圖3為高壓12kv、流速0. 5mL/h時(shí)PEI/PMMA (重量比2:1)復(fù)合納米微球掃描電鏡圖片；圖4為高壓12kv、流速I. OmL/h時(shí)PEI/PMMA (重量比3:1)復(fù)合納米微球掃描電鏡圖片；圖5為高壓15kv、流速0. 5mL/h時(shí)PEI/PMMA (重量比3:1)復(fù)合納米微球掃描電鏡圖片；圖6為純PEI、PMMA及PEI/PMMA復(fù)合納米微球的紅外表征圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。實(shí)施例I(I)紡絲液的調(diào)配將N，N-甲基乙酰胺(DMAC) 5mL裝入具塞三角錐形瓶中，將聚合物聚醚酰亞胺(PEI)O. IOOOg與聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)O. IOOOg加入溶劑中，置于恒溫振蕩搖床(25°C)中振蕩24h。(2)電紡將上述紡絲液裝入溶液儲(chǔ)存器，采用削平的針頭(5號(hào)不銹鋼注射針頭，內(nèi)徑0. 5mm)作為噴射細(xì)流的毛細(xì)管，連接高壓發(fā)生器(ZGF2000型，上海蘇特電器有限公司)，紡絲液流量由微量注射泵(美國(guó)Coie-Pamer 公司)控制，采用鋁箔平板接受纖維。電紡工藝參數(shù)推進(jìn)速率0. lmL/h，接收板離噴絲口距離20cm，電壓9kv，環(huán)境溫度為25°C，環(huán)境濕度67 ±4%。收集復(fù)合納米微球，并放于真空干燥箱(恒溫37°C )干燥2d，獲得的PEI/PMMA復(fù)合納米微球掃描電鏡測(cè)試圖見圖I。由PEI/PMMA復(fù)合納米微球的紅外圖(圖6)，可以看出1360CHT1為PEI中C-N吸收峰，1145 1240CHT1為PMMA中甲酯基團(tuán)吸收峰，可見成功制備了 PEI/PMMA復(fù)合納米微球。實(shí)施例2(I)紡絲液的調(diào)配將N，N- 二甲基乙酰胺(DMAC) 5mL裝入具塞三角錐形瓶中，將聚合物聚醚酰亞胺(PEI)O. 2000g與聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)O. IOOOg加入溶劑中，置于恒溫振蕩搖床(25°C )中振蕩24h。(2)電紡將上述紡絲液裝入溶液儲(chǔ)存器，采用削平的針頭(5號(hào)不銹鋼注射針頭，內(nèi)徑0. 5mm)作為噴射細(xì)流的毛細(xì)管，連接高壓發(fā)生器(ZGF2000型，上海蘇特電器有限公司)，紡·絲液流量由微量注射泵(美國(guó)Cole-Parmer 公司)控制，采用鋁箔平板接受纖維。電紡工藝參數(shù)推進(jìn)速率0. lmL/h，接收板離噴絲口距離20cm，電壓9kv，環(huán)境溫度為25°C，環(huán)境濕度67 ±4%。收集復(fù)合納米微球，并放于真空干燥箱(恒溫37°C )干燥3d。獲得的PEI/PMMA復(fù)合納米微球的掃描電鏡測(cè)試圖見圖2。實(shí)施例3(I)紡絲液的調(diào)配將N，N-甲基乙酰胺(DMAC) 5mL裝入具塞三角錐形瓶中，將聚合物聚醚酰亞胺(PEI)O. 2000g與聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)O. IOOOg加入溶劑中，置于恒溫振蕩搖床(25°C )中振蕩24h。(2)電紡將上述紡絲液裝入溶液儲(chǔ)存器，采用削平的針頭(5號(hào)不銹鋼注射針頭，內(nèi)徑0. 5mm)作為噴射細(xì)流的毛細(xì)管，連接高壓發(fā)生器(ZGF2000型，上海蘇特電器有限公司)，紡絲液流量由微量注射泵(美國(guó)Cole-Parmeri)公司)控制，采用鋁箔平板接受纖維。電紡工藝參數(shù)推進(jìn)速率0. 5mL/h，接收板離噴絲口距離20cm，電壓12kv，環(huán)境溫度為25°C，環(huán)境濕度67 ±4%。收集復(fù)合納米微球，并放于真空干燥箱(恒溫37°C )干燥4d，獲得的PEI/PMMA復(fù)合納米微球的掃描電鏡測(cè)試圖見圖3。實(shí)施例4(I)紡絲液的調(diào)配將N，N- 二甲基乙酰胺(DMAC) 5mL裝入具塞三角錐形瓶中，將聚合物聚醚酰亞胺(PEI)O. 3000g與聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)O. IOOOg加入溶劑中，置于恒溫振蕩搖床(25°C )中振蕩24h。(2)電紡將上述紡絲液裝入溶液儲(chǔ)存器，采用削平的針頭(5號(hào)不銹鋼注射針頭，內(nèi)徑0. 5mm)作為噴射細(xì)流的毛細(xì)管，連接高壓發(fā)生器(ZGF2000型，上海蘇特電器有限公司)，紡絲液流量由微量注射泵(美國(guó)Cde-Pamier 公司)控制，采用鋁箔平板接受纖維。電紡工藝參數(shù)推進(jìn)速率I. OmL/h,接收板離噴絲口距離20cm，電壓12kv，環(huán)境溫度為25°C，環(huán)境濕度67 ±4%。收集復(fù)合納米微球，并放于真空干燥箱(恒溫40°C )干燥2d，獲得的PEI/PMMA復(fù)合納米微球的掃描電鏡測(cè)試圖見圖4。實(shí)施例5(I)紡絲液的調(diào)配將N，N-甲基乙酰胺(DMAC) 5mL裝入具塞三角錐形瓶中，將聚合物聚醚酰亞胺(PEI)O. 3000g與聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)O. IOOOg加入溶劑中，置于恒溫振蕩搖床(25°C )中振蕩24h。(2)電紡將上述紡絲液裝入溶液儲(chǔ)存器，采用削平的針頭(5號(hào)不銹鋼注射針頭，內(nèi)徑0. 5mm)作為噴射細(xì)流的毛細(xì)管，連接高壓發(fā)生器(ZGF2000型，上海蘇特電器有限公司)，紡·絲液流量由微量注射泵(美國(guó)Coie-Parmer 公司)控制，采用鋁箔平板接受纖維。電紡工藝參數(shù)推進(jìn)速率0. 5mL/h，接收板離噴絲口距離20cm，電壓15kv，環(huán)境溫度為25°C，環(huán)境濕度67 ±4%。收集復(fù)合納米微球，并放于真空干燥箱(恒溫50°C )干燥2d，獲得的PEI/PMMA復(fù)合納米微球的掃描電鏡測(cè)試圖見圖5。
權(quán)利要求
1.一種高壓靜電噴霧制備PEI/PMMA復(fù)合納米微球的方法，包括 (1)以N，N-甲基乙酰胺DMAC為溶劑，將聚醚酰亞胺PEI與聚甲基丙烯酸甲酯PMMA加到溶劑中，振蕩至完全溶解得紡絲液；其中PEI與PMMA的重量比為I. 0-3.0:1. 0，溶劑DMAC與PMMA的重量比為2. 0-5. 0:0. I ； (2)采用上述紡絲液進(jìn)行靜電紡絲，最后干燥，即得PEI/PMMA復(fù)合納米微球。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高壓靜電噴霧制備PEI/PMMA復(fù)合納米微球的方法，其特征在于所述步驟(I)中的振蕩時(shí)間為16-24h。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高壓靜電噴霧制備PEI/PMMA復(fù)合納米微球的方法，其特征在于所述步驟(2)中的靜電紡絲采用5mL注射器作為溶液儲(chǔ)存器；采用削平的針頭作為噴射細(xì)流的毛細(xì)管，所述的針頭為5號(hào)不銹鋼注射針頭，內(nèi)徑O. 5mm ;紡絲液流量由微量注射泵控制；采用鋁箔平板接收纖維。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高壓靜電噴霧制備PEI/PMMA復(fù)合納米微球的方法，其特征在于所述步驟(2)中的電紡工藝參數(shù)為推進(jìn)速率O. 1-l.OmL/h，接收板離噴絲口距離20cm,電壓9-15kv，環(huán)境溫度為20_25°C，環(huán)境濕度67±4%。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高壓靜電噴霧制備PEI/PMMA復(fù)合納米微球的方法，其特征在于所述步驟(2)中的干燥溫度為37-50°C，干燥時(shí)間為2-4天。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高壓靜電噴霧制備PEI/PMMA復(fù)合納米微球的方法，其特征在于所述步驟(2)中得到的PEI/PMMA復(fù)合納米微球粒徑分布在300-1000nm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高壓靜電噴霧制備PEI/PMMA復(fù)合納米微球的方法，包括(1)以N,N-二甲基乙酰胺DMAC為溶劑，將聚醚酰亞胺PEI與聚甲基丙烯酸甲酯PMMA加入到溶劑中，振蕩至完全溶解得紡絲液；(2)采用上述紡絲液進(jìn)行靜電噴射，最后干燥，即得。本發(fā)明制備工藝簡(jiǎn)單，原料易得，條件溫和，可單步制備混合均勻的復(fù)合納米微球；微球粒徑分布在300-1000nm之間，具有良好的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)D01D5/00GK102787390SQ201210292968
公開日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2012年8月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月16日
發(fā)明者宋恒歡, 朱利民, 聶華麗 申請(qǐng)人:東華大學(xué)