一种掺杂石墨烯的PBS与PVA共混纳米纤维及其制备方法

本发明属于静电纺丝，具体涉及一种掺杂石墨烯的pbs与pva共混纳米纤维及其制备方法。

背景技术：

1、静电纺丝纳米纤维近年来纳米材料的研究热点，因其孔径小、孔隙率高、比表面积大等特点，在电池隔膜、生物医学、环境保护与工业工程等领域都有着较大的研究价值。聚合物纳米纤维制备技术已经有很多研究，但单纯的聚合物经过静电纺丝制备的纤维热性能、导电性能等比较差，很难满复合功能场合的应用需要。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供了一种掺杂石墨烯的pbs与pva共混纳米纤维，通过静电纺丝技术，制备的pva与pbs共混掺杂石墨烯复合纳米纤维具有直径分布较窄，单根纤维结构规整，表面光滑的特点，具有更好的热学性能、电学性能，这些优良特性使得本发明复合纳米纤维在材料科学、医学和生物技术等领域具有广泛的应用前景。

2、本发明将通过以下技术方案解决上述问题：

3、本发明提供一种掺杂石墨烯的pbs与pva共混纳米纤维的制备方法，所述制备方法包括：通过静电纺丝法将含有石墨烯、非离子表面活性剂、聚丁二酸丁二醇酯与聚丁二醇的纺丝液制备成所述掺杂石墨烯纳米纤维。

4、进一步的，所述纺丝液中石墨烯的质量百分比为0.75-1.25wt%，优选为1wt%。

5、进一步的，所述纺丝液中聚丁二酸丁二醇酯与聚丁二醇的总浓度为120-200g/l，在该浓度范围下均能得到形貌与性能处于较佳状态的静电纺丝纳米纤维，优选为160 g/l。

6、进一步的，所述纺丝液中聚丁二酸丁二醇酯与聚丁二醇的质量比为1：0.9-1.1，优选为1：1，该比例下的纳米纤维形貌最好，而当任意一种溶质浓度增加，超出所述范围时，则会有不同情况的不规整形貌出现。

7、进一步的，所述纺丝液中非离子表面活性剂优选为吐温60，加入量为石墨烯质量的1-5%。

8、进一步的，所述纺丝液为含有石墨烯、非离子表面活性剂、聚丁二酸丁二醇酯与聚丁二醇的六氟异丙醇溶液，发明人发现，六氟异丙醇为聚丁二酸丁二醇酯与聚丁二醇的良溶剂，无需添加改性剂或交联剂就能得到具有良好可纺丝性能的溶液。

9、进一步的，静电纺丝技术为常用的纺丝技术，其原理为聚合物溶液在强电场的作用下，流体克服表面张力，在金属针头处以较大比表面积的情况射出，在运行到接收板的过程中，溶剂挥发，流体固化，以纤维的形貌收集，该方法能够生产出直径为几十纳米的聚合物细丝。本发明中，所述静电纺丝法包括：用针管吸取所述纺丝液，并置于纺丝机的推注器中，连接针头与接收板电路，推注针管进行静电纺丝。

10、进一步的，所述静电纺丝法包括：用针管吸取所述纺丝液，并置于纺丝机的推注器中，连接针头与接收板电路，推注针管进行静电纺丝。

11、进一步的，所述静电纺丝法中，推注速率为0.05-0.15 mm/min，优选的，推注速率为0.1 mm/min。

12、进一步的，所述静电纺丝法中，电路的电压为8-20 kv，优选的，正电压为10 kv，负电压为-2 kv。

13、本发明还提供上述方法制备而成的掺杂石墨烯的pbs与pva共混纳米纤维，其直径较宽，单根纤维结构规整，表面光滑，可小规模化的生产，具有广泛的应用前景。

14、本发明的有益效果在于：本发明的复合纳米纤维掺杂石墨烯后，热稳定性得到了提升，具有更高的热分解温度和熔点，且具有更高的电导率，具有更好的导电性能，使得本发明复合纳米纤维在材料科学、医学和生物技术等领域具有广泛的应用前景。

技术特征：

1.一种掺杂石墨烯的pbs与pva共混纳米纤维的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：通过静电纺丝法将含有石墨烯、非离子表面活性剂、聚丁二酸丁二醇酯与聚丁二醇的纺丝液制备成所述掺杂石墨烯纳米纤维。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述纺丝液中石墨烯的质量百分比为0.75-1.25wt%。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述纺丝液中聚丁二酸丁二醇酯与聚丁二醇的总浓度为120-200g/l。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述纺丝液中聚丁二酸丁二醇酯与聚丁二醇的质量比为1：0.9-1.1。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述纺丝液中非离子表面活性剂为吐温60，加入量为石墨烯质量的1-5%。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述纺丝液为含有石墨烯、非离子表面活性剂、聚丁二酸丁二醇酯与聚丁二醇的六氟异丙醇溶液。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述静电纺丝法包括：用针管吸取所述纺丝液，并置于纺丝机的推注器中，连接针头与接收板电路，推注针管进行静电纺丝。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，推注速率为0.05-0.15 mm/min。

9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述电路的电压8-20 kv。

10.一种权利要求1-9任一项所述方法制备而成的掺杂石墨烯的pbs与pva共混纳米纤维。

技术总结本发明属于静电纺丝技术领域，具体涉及一种掺杂石墨烯的PBS与PVA共混纳米纤维及其制备方法和应用。本发明通过静电纺丝技术制备的PVA与PBS共混掺杂石墨烯复合纳米纤维，其直径分布较窄，单根纤维结构规整，表面光滑，具有更好的热学性能、电学性能，这些优良特性使得其在材料科学、医学和生物技术等领域具有广泛的应用前景。技术研发人员：褚曰环,强娜,蓝杰怡受保护的技术使用者：惠州学院技术研发日：技术公布日：2024/5/16