BRPI0719721A2

BRPI0719721A2 - Método para eletrofiação de uma fibra a partir de uma solução de polímero eletricamente condutora e fibra eletrofiada resultante

Info

Publication number: BRPI0719721A2
Application number: BRPI0719721-7A
Authority: BR
Inventors: Stuart D Hellring; Kaliappa G Ragunathan; Kenneth J Balog
Original assignee: Ppg Ind Ohio Inc
Priority date: 2006-12-14
Filing date: 2007-11-12
Publication date: 2013-12-10
Also published as: WO2008073662A1; DE602007009320D1; US20080145655A1; AU2007333369B2; CN101558189B; RU2009126755A; RU2435876C2; ATE481513T1; AU2007333369A1; EP2102394A1; KR20090080124A; CA2671499A1; MX2009006204A; CN101558189A; JP2010512472A; EP2102394B1

Description

MÉTODO PARA. ELETROFIAÇÃO DE UMA FIBRA. A PARTIR DE UMA.

SOLUÇÃO DE POLÍMERO ELETRICAMENTE CONDUTORA E FIBRA ELETROFIADA RESULTANTE

Campo da Invenção

Refere-se a presente invenção a um processo de eletrofiação, à fibra eletrofiada resultante e aos po- límeros usados no processo de eletrofiação.

Antecedentes da Invenção

0 processo de eletrofiação utiliza uma carga elétrica para formar fibras finas. 0 processo consiste de uma fiandeira com uma agulha de distribuição, uma bomba de seringa, um suprimento de energia e um dispo- sitivo de coleta ligado à terra. Polímeros em solução ou como fundidos são localizados na seringa e levados para a ponta da agulha pela bomba de seringa onde eles formam uma gotícula. Quando tensão é aplicada à agulha, uma gotícula é estirada para um jato de líquido eletri- ficado. O jato é alongado continuamente até ser depo- sitado no coletor na forma de uma esteira de fibras fi- nas, usualmente com dimensões da ordem de nanômetro. As fibras resultantes são de utilidade em uma ampla va- riedade de aplicações, tais como roupas de proteção, bandagens para ferimentos e como suportes ou carreado- res para catalisadores. Para formar uma fibra, o fun- dido ou solução polimérica deve ter uma viscosidade su- ficiente, de outro modo formar-se-á uma gota em vez de um jato líquido. Tipicamente, agentes de espessamento são incluídos na solução ou no fundido de polímero para proporcionar a viscosidade necessária. Entretanto, os agentes de espessamento podem afetar prejudicialmente as propriedades das fibras resultantes e, por esta ra- zão, o seu uso deverá ser reduzido ao mínimo.

Sumário da Invenção

A presente invenção proporciona um processo pa- ra a eletrofiação de uma fibra a partir de uma solução eletricamente condutora de um polímero na presença de um campo elétrico entre uma fiandeira e uma fonte de 10 terra. 0 polímero é submetido a uma reação de reticu- lação antes e durante o processo de eletrofiação resul- tando em uma formação de viscosidade da solução de po- límero que possibilita a formação da fibra e reduz ao mínimo o uso de agentes de espessamento.

A invenção também proporciona a fibra eletrofi-

ada resultante que contém silano, preferentemente gru- pos carboxila e hidroxila e opcionalmente um grupo que contém nitrogênio, tais como os grupos amina ou amida. Os grupos de silano proporcionam reticulação e desen- 20 volvimento de viscosidade. Os grupos carboxila, hi- droxila, amina e amida proporcionam uma ligação de hi- drogênio e desenvolvimento de viscosidade. O grupo carboxila, na forma de um ácido carboxílico, e os gru- pos que contêm nitrogênio são grupos bons carreadores 25 de carga elétrica.

Descrição Breve dos Desenhos

A Figura 1 mostra um sistema de eletrofiação

básico. A Figura 2 simula uma imagem de microscópio e- letrônico de varredura (SCM) de uma esteira não tecida. Descrição Detalhada da Invenção

Para propósitos da descrição detalhada seguin- te, deve ficar entendido que a invenção pode supor di- versas variações e seqüências de etapas alternativas, exceto onde expressamente especificado em contrário. Além disso, diferente de quaisquer exemplos operacio- nais, ou onde de outro modo indicado, todos os números que expressam, por exemplo, quantidades de ingredien- tes usados no relatório e nas reivindicações devem ser compreendidos como sendo modificados em todos os casos pelo termo "cerca de". Conseqüentemente, a não ser que indicado em contrário, os parâmetros numéricos ex- postos no relatório seguinte e nas reivindicações ane- xas poderão variar na dependência das propriedades de- sejadas considerada como sendo obtidas pela presente invenção. Por último, e não como uma tentativa de li- mitar a aplicação da doutrina de equivalentes do escopo das reivindicações, cada parâmetro numérico deverá ser pelo menos considerado à luz do número de digitos sig- nificativos reportados e pela aplicação de técnicas de aproximação convencionais. Independentemente das fai- xas numéricas e parâmetros que estabelecem o escopo am- plo da invenção serem aproximações, os valores numéri- cos expostos nos exemplos específicos são reportados tão precisamente quanto possível. Entretanto, qualquer valor numérico contém inerentemente determinados erros necessários resultantes da variação padrão encontrada nas suas medições de teste respectivas.

Da mesma maneira, deverá ser entendido que qualquer faixa numérica mencionada neste contexto des- 5 tina-se a incluir todas as sub-faixas subordinadas na mesma. Por exemplo, uma faixa de "1 a 10" destina-se a incluir todas as sub-faixas entre (e incluindo) o valor mínimo de 1 e o valor máximo mencionado de 10, isto é, tendo um valor mínimo igual a ou maior do que 1 e um 10 valor máximo igual a ou menor do que 10.

Neste pedido, o uso do singular inclui o plural e o plural abrange o singular, a não ser que especifi- camente estabelecido de outra maneira. Além disso, neste pedido, o uso de "ou" significa "e/ou" a não ser 15 que de outro modo especificamente estabelecido, mesmo que "e/ou" possam ser usados explicitamente em determi- nados casos.

0 termo "polímero" deve ser entendido como in- cluindo copolímero e oligômero. 0 termo "acrílico" é entendido como incluindo metacrílico e está ilustrado por (met)acrílico.

Com referência à Figura 1, o sistema de eletro- fiação consiste de três componentes principais, um su- primento de força 1, uma fiandeira 3 e um coletor Iiga- 25 do eletricamente à terra 4. Corrente contínua ou cor- rente alternada pode ser usada no processo de eletrofi- ação. A solução de polímero 5 fica contida em uma se- ringa 7. Uma bomba de seringa 9 força a solução atra- vés da fiandeira 3 sob uma velocidade controlada. Uma gota da solução forma-se na ponta da agulha 11. Quando da aplicação de uma tensão, tipicamente de 5 a 30 quilo volts (kV), a gota torna-se carregada eletricamente.

Consequentemente, a gota é submetida a repulsão ele- trostática entre as cargas de superfície e as forças exercidas pelo campo elétrico externo I. Estas forças elétricas deformarão a gota e superarão eventualmente a tensão de superfície da solução de polímero resultando 10 na ejeção de um jato de líquido 13 a partir da ponta da agulha 11. Por causa da sua carga, o jato é puxado descendentemente para o coletor ligado à terra 4. Du- rante o seu percurso no sentido do coletor 4, o jato 13 é submetido a uma ação de estiramento que conduz à for- 15 mação de uma fibra fina. A fibra carregada é deposita- da no coletor 4 na forma de uma esteira não tecida ori- entada aleatoriamente, tal como ilustrada de uma manei- ra geral na Figura 2.

Os polímeros da presente invenção podem ser po- 20 límeros acrílicos. Da maneira que é utilizado neste contexto, o termo polímero "acrílico" refere-se àqueles polímeros que são amplamente conhecidos daqueles versa- dos na técnica que resultam na polimerização de um ou mais materiais capazes de ser polimerizados etilenica- 25 mente não saturados. Os polímeros (met)acrílicos ade- quados para o uso na presente invenção podem ser prepa- rados por qualquer um de uma ampla variedade de méto- dos, como será compreendido por aqueles versados na técnica. Os polímeros (met)acrílicos podem ser prepa- rados pela polimerização de adição de materiais capazes de ser polimerizados não saturados que contêm grupos silano, grupos carboxila, grupos hidroxila e opcional- mente um grupo que contém nitrogênio. Exemplos de gru- pos silano incluem, sem limitação, grupos que têm a es- trutura Si-Xn (em que n é um inteiro dotado de um valor variável de 1 a 3 e X é selecionado a partir de cloro, ésteres de alcoxila, e/ou ésteres de aciloxila). Estes grupos hidrolisam-se na presença de água incluindo a umidade do ar, para formarem grupos de silanol que se condensam para formarem grupos de -Si-O-Si-.

Exemplos de materiais etilenicamente não satu- rados capazes de ser polimerizados que contêm silano, que são adequados para o uso no preparo de tais políme- ros (met)acrílicos incluem, sem limitação, silanos de alcoxila etilenicamente não saturados e silanos de aci- loxila etilenicamente não saturados, dos quais exemplos mais específicos incluem silanos de vinila tais como trimetoxissilano de vinila, acrilatoalcoxissilanos, tais como trimetoxissilano de gama-acriloxipropila e trietoxissilano de gama-acriloxipropila, e metacrilato- alcoxissilanos, tais como trimetoxissilano de gama- metacriloxipropila, trietoxissilano de gama-

metacriloxpropila e tris-(2-metoxietoxi) silano de ga- ma-metacriloxipropila; aciloxissilanos, que incluem, por exemplo, acetoxissilanos de acrilato, acetoxissila- nos de metacrilato e acetoxissilanos etilenicamente não saturados, tais como triacetoxissilano de acrilatopro- pila e triacetoxissilano de metacrilatopropila. Em de- terminadas concretizações pode ser desejável utilizar monômeros os quais, na adição de polimerização, resul- 5 tarão em um polímero (met)acrílico em que os átomos de Si dos grupos de silila hidrolisáveis resultantes são separados por pelo menos dois átomos a partir da espi- nha dorsal do polímero. Monômeros preferidos são (met)acriloxialquilpolialcoxi silano, com particulari- 10 dade (met)acriloxialquiltrialcoxi silano em que o grupo alquila contém de 2 a 3 átomos de carbono e os grupos alcoxila contêm de 1 a 2 átomos de carbono.

Em determinadas concretizações, a quantidade do material capaz de ser polimerizado etilenicamente não 15 saturado que contém silano usado na mistura de monôme- ros total é selecionada de forma a resultar na produção de um polímero (met)acrílico que compreende grupos si- lano que contêm de 0,2 a 20, preferentemente de 5 a 10 por cento, em peso, de silício, com base no peso da 20 combinação de monômeros total usada na preparação do polímero (met)acrílico.

0 polímero (met)acrílico que é adequado para o uso na presente invenção pode ser o produto de reação de um ou mais dos materiais capazes de ser polimeriza- 25 dos etilenicamente não saturados que contêm silano men- cionados anteriormente e preferentemente um material capaz de ser polimerizado etilenicamente não saturado que compreende carboxila, tais como grupos de ácido carboxilico ou um anidrido dos mesmos. Exemplos ácidos etilenicamente não saturados adequados e/ou seus ani- dridos incluem, sem limitação, ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido itacônico, ácido crotônico, ácido 5 maléico, anidrido maléico, anidrido citracônico, ani- drido itacônico, ácidos sulfônicos etilenicamente não saturados e/ou anidridos tais como metacrilato de sul- foetila, e semi-ésteres de ácidos maléico e fumárico, tais como maleato de hidrogênio de butila e fumarato de 10 hidrogênio de etila, em que um grupo carboxila é este- rificado com um álcool.

Exemplos de outros monômeros etilenicamente não saturados capazes de serem polimerizados para introdu- zirem funcionalidade de carboxila são alquila que in- clui (met)acrilatos de cicloalquila e arila que contêm de 1 a 12 átomos de carbono no grupo alquila e de 6 a

12 átomos de carbono no grupo arila. Exemplos especí- ficos de tais monômeros incluem metacrilato de metila, metacrilato de n-butila, acrilato de n-butila, metacri- lato de 2-etilexila, metacrilato de cicloexila e meta- crilato de fenila.

A quantidade dos monômeros etilenicamente não saturados que contêm carboxila suscetível de ser poli- merizada é preferentemente suficiente para proporcionar 25 um teor de carboxila de até 55, preferentemente 15,0 até 45,0 por cento, em peso, com base no peso da combi- nação de monômeros total usada para preparar o polímero (met)acrílico. Preferentemente, pelo menos uma parte dos grupos carboxila são derivados de um ácido carboxí- lico, de forma tal que o valor ácido do polímero fica dentro da faixa de 20 a 80, preferentemente de 30 a 70, em uma base de 100% de sólidos de resina.

O polímero (met)acrílico usado na invenção tam-

bém contém preferentemente funcionalidade de hidroxila conseguida tipicamente pela utilização de um monômero polimerizável etilenicamente não saturado hidroxila funcional. Exemplos de tais materiais incluem ésteres 10 hidroxialquílicos de ácidos (met)acrílicos que têm de 2 a 4 átomos de carbono no grupo hidroxialquila. Exem- plos específicos incluem (met)acrilato de hidroxietila, (met)acrilato de hidroxipropila e (met)acrilato de 4- hidroxibutila. A quantidade do monômero etilenicamente 15 não saturado hidroxila funcional é suficiente para pro- porcionar um teor de hidroxila de até 6,5, tal como 0,5 a 6,5, preferentemente 1 a 4 por cento, em peso, com base no peso da combinação de monômeros total usada pa- ra preparar o polímero (met)acrílico.

O polímero (met)acrílico opcionalmente contém

funcionalidade de nitrogênio introduzida a partir de um monômero etilenicamente não saturado que contém nitro- gênio. Exemplos de funcionalidade de nitrogênio são aminas, amidas, uréias, imidazóis e pirrolidonas. E- 25 xemplos de monômeros etilenicamente não saturados que contêm-N adequados são: materiais capazes de ser poli- merizados etilenicamente não saturados, amino- funcionais, que incluem, sem limitação, etil estireno de p-dimetilamino, (met)acrilato de t-butilaminoetila, (met)acrilato de dimetilaminoetila, (met)acrilato de dietilamínoetila, (met)acrilato de dimetilaminopropila e (met)acrilamida de dimetilaminopropila; materiais e- tilenicamente não saturados amido-funcionais que inclu- em acrilamida, metacrilamida, acrilamida de n-metila e (met)acrilamida de n-etila; monômeros etilenicamente não saturados uréia funcionais que incluem uréia de me- tacrilamidoetiletileno.

Se for utilizado, a quantidade do monômero eti- lenicamente não saturado que contém nitrogênio é sufi- ciente para proporcionar teor de nitrogênio de até 5, tal como de 0,2 a 5,0, preferentemente de 0,4 a 2,5 por cento, em peso, com base no peso de uma combinação de monômeros total usada na preparação do polímero (met) acríIico.

Além dos monômeros polimerizáveis mencionados anteriormente, outros monômeros polimerizáveis etileni- camente não saturados podem ser usados para preparar o polímero (met)acríIico. Exemplos de tais monômeros in- cluem poli(met)acrilatos tais como di(met)acrilato de etileno glicol, tri(met)acrilato de trimetilolpropano, tetraacrilato de ditrimetilolpropano; monômeros de vi- nila aromáticos, tais como estireno, vinil tolueno e alfa-metilestireno; hidrocarbonetos monoolefínicos e diolefínicos, ésteres não saturados de ácidos orgânicos e inorgânicos e ésteres de ácidos não saturados e ni- trilas. Exemplos de tais monômeros incluem 1,3- butadieno, acrilonitrila, butirato de vinila, acetato de vinila, cloreto de alila, divinil benzeno, itaconato de dialila, cianurato de trialila, bem como as suas misturas. Os monômeros polifuncionais, tais como os poliacrilatos, se presentes, são usados tipicamente em quantidades de até 20 por cento, em peso. Os monômeros monofuncionais, se presentes, são usados em quantidade de até 70 por cento, em peso; sendo a percentagem base- ada no peso da combinação de monômeros total usada para preparar o polímero (met)acrílico.

O polímero (met)acríIico é tipicamente formado por polimerização de solução dos monômeros capazes de ser polimerizados etilenicamente não saturados na pre- sença de um iniciador de polimerização, tais como com- postos azo, tais como alfa, alfa1- azobis(isobutironitrila, 2,2'-azobis (metibutionitrila e 2,2'-azobis(2,4-dimetivaleronitrila); peróxidos, tais como peróxido de benzoila, hidroperóxido de cumeno e t- amilperoxi-2-etilexanoato; peracetato de butila terciá- rio; perbenzoato de butila terciário; percarbonato de isopropila; carbonato peroxi de butila isopropila; e compostos assemelhados. A quantidade de iniciador em- pregado poderá variar consideravelmente; entretanto, na maior parte dos casos, é desejável utilizar de 0,1 a 10 por cento, em peso, do iniciador com base no peso total dos monômeros capazes de serem polimerizados emprega- dos. Um agente de modificação de cadeia ou agente de transferência de cadeia poderá ser adicionado à mistura de polimerização. As mercaptanas, tais como dodecil mercaptana, dodecil mercaptana terciária, octil mercap- tana, hexil mercaptana e os trialcoxissilanos de mer- captoalquila, tais como 3-mercaptopropil trimetoxissi- 5 lano podem ser usados para este propósito, bem como ou- tros agentes de transferência de cadeia, tais como ci- clopentadieno, acetato de alila, carbamato de alila, e mercaptoetanol.

A reação de polimerização para a mistura de mo- nômeros para preparar o polímero acrílico pode ser rea- lizada em um meio de solvente orgânico utilizando-se procedimentos de polimerização de solução convencionais que são amplamente conhecidos na técnica de polímeros de adição conforme ilustrado com particularidade, por exemplo, nas patentes U.S. N°s. 2.978.437; 3.079.434 e 3.307.963. Os solventes orgânicos que podem ser utili- zados na polimerização dos monômeros incluem virtual- mente qualquer um dos solventes orgânicos freqüentemen- te empregados no prepare de polímeros acrílicos ou de vinila, tais como, por exemplo, álcoois, cetonas, hi- drocarbonetos aromáticos ou as suas misturas. Ilustra- tivos dos solventes orgânicos do tipo supra que podem ser empregados são os álcoois tais como alcanóis infe- riores que contêm de 2 a 4 átomos de carbono incluindo etanol, propanol, isopropanol, e butanol; álcoois de éter tais como monoetil éter de etileno glicol, monobu- til éter de etileno glicol, monometil éter de propileno glicol, e monoetil éter de dipropileno glicol; cetonas tais como metil etil cetona, metil N-butil cetona, e metil isobutil cetona; ésteres tais como acetato de bu- tila; e hidrocarbonetos aromáticos, tais como xileno, tolueno, e nafta.

Em algumas concretizações, a polimerização dos componentes etilenicamente não saturados é realizada a temperaturas de O0C até 150°C, tais como de 50°C até 150°C, ou, em alguns casos, de 80°C até 120°C.

O polímero preparado tal como descrito anteri- ormente é usualmente dissolvido em solvente e tipica- mente tem um teor de sólidos de resina de cerca de 15 até 80, preferentemente 20 até 60 por cento, em peso, com base no peso da solução total. O peso molecular do polímero tipicamente varia entre 3.000 até 1.000.000, preferentemente de 5.000 até 100.000 conforme determi- nado por cromatografia de permeação de gel utilizando- se um padrão de polistireno.

Para a aplicação de eletrofiação, a solução de polímero tal como descrita anteriormente pode ser mis- turada com água para iniciar a reação de reticulação e para desenvolver a viscosidade necessária para a forma- ção de fibras. Tipicamente, cerca de 5 até 20, prefe- rentemente de 10 até 15 por cento, em peso, de água são adicionados à solução de polímero com a percentagem em peso sendo baseada no peso total da solução de polímero e da água. Preferentemente uma base tal como amina or- gânica solúvel em água é adicionada à solução de polí- mero-água para catalisar a reação de reticulação. Op- cionalmente, um agente de espessamento tal como pirro- lidona de polivinila, álcool de polivinila, acetato de polivinila, poliamidas e/ou um agente de espessamento celulósico pode ser adicionado à formulação de eletro- 5 fiação para melhor controlar o seu comportamento visco- elástico. Se for usado, o agente de espessamento en- contra-se presente em quantidades não maiores do que 20 por cento, em peso, tipicamente de 1 a 6 por cento, em peso, com base no peso da solução de polímero.

A formulação de eletrofiação preparada conforme

descrita anteriormente é então armazenada para permitir que a viscosidade se estabeleça para a reação de reti- culação. Quando a viscosidade é suficientemente alta, mas próxima da formação de gel, a formulação é submeti- 15 da ao processo de eletrofiação tal como descrito ante- riormente .

Tipicamente, a viscosidade é pelo menos 5 e me- nor do que 2.000, usualmente menor do que 1.000, tal como preferentemente dentro da faixa de 50 até 250 cen- 20 tistokes para o processo de eletrofiação. Um Bubble Viscometer de acordo com ASTM D-1544 determina a visco- sidade. 0 tempo para armazenamento da formulação de eletrofiação dependerá de um número de fatores, tais como temperatura, funcionalidade de reticulação e cata- 25 lisador. Tipicamente, a formulação de eletrofiação se- rá armazenada desde tão pouco quanto um minuto, até du- as horas.

Quando submetidas ao processo de eletrofiação, as formulações descritas anteriormente produzem tipica- mente fibras que são dotadas de um diâmetro de até 5.000, tal como de 5 até 5.000 nanômetros, mais tipica- mente dentro da faixa de 50 a 1.200 nanômetros, tal co- mo de 50 a 7 00 nanômetros. As fibras também podem ter uma configuração de fita e, neste caso, o diâmetro des- tina-se a significar a maior dimensão da fibra. Tipi- camente, a largura das fibras em forma de fita é de até 5000, tal como 500 a 5000 nanômetros e a espessura até 200, tal como de 5 a 200 nanômetros.

Os exemplos seguintes são apresentados para de- monstrar os princípios gerais da invenção. Entretanto, a invenção não deverá ser considerada como limitada aos exemplos específicos apresentados. Todas as partes são em peso, a não ser que de outro modo indicado.

EXEMPLOS A, B e C Síntese de Polímeros de Silano Acrílico

Para cada um dos Exemplos A a C na Tabela 1 a- diante, equipou-se um reator com um agitador, par tér- mico, entrada de nitrogênio e um condensador. A carga A foi então adicionada e submetida a agitação com calor para a temperatura de refluxo(75°C-80°C) sob atmosfera de nitrogênio. Ao etanol de refluxo adicionaram-se si- multaneamente a carga Bea carga C durante três horas. A mistura de reação foi mantida sob condição de refluxo durante duas horas. A carga D foi então adicionada du- rante um período de 30 minutos. A mistura de reação foi mantida sob condição de refluxo durante duas horas e subseqüentemente refrigerada para 30°C.

TABELA 1

Exemplo A Exemplo B Exemplo C Caraa A (oeso em aramas) Ethanol SDA 40B1 360,1 752,8 1440,2 Caraa B (oeso em aramas) Metil Metacrilato 12,8 41,8 137,9 Ácido acrílico 8,7 18,1 34,6 Silquest A-1742 101,4 211,9 405,4 2-hidroxiletilmetacrilato 14,5 0,3 0,64 n-Butil acrilato 0,2 0,3 0,64 Acrilamida 7,2 - - Sartomer SR 3553 - 30,3 - Etanol SDA 40B 155,7 325,5 622,6 Caraa C (oeso em aramas) Vazo 674 6,1 12,8 24,5 Etanol SDA 40B 76,7 160,4 306,8 Caraa D (oeso em aramas) Vazo 67 1,5 2,1 6,1 Etanol SDA 40B 9,1 18,9 36,2 % Sólidos 17,9 19,5 19,1 Valor ácido (sólidos 100% resina) 51,96 45,64 45,03 Mn --- 30215 5810 1 Álcool de etila desnaturado, ensaio 200, disponível a partir da Archer Daniel Midland Co.

2 gama-metacriloxipropiltrimetoxyissilano, disponível a partir da GE silicones.

3 Tetracrilato de di-trimetilolpropano, disponível a partir da Sartomer Company Inc.

4 2,2'-azo bis(2-metil butironítrila), disponível a partir da E.I. duPont de Nemours & Co., Inc.

5 Mn da parte solúvel; o polímero não é completamente solúvel em tetraidrofurano.

EXEMPLOS 1, 2 e 3

Nanofibras de Acrilico-Silano Exemplo 1

A solução de resina de acrílico-silano proveni- ente do Exemplo C (8,5 gramas) foi misturada com poli- 15 vinilapirrolidona (0,2 gramas) e água (1,5 gramas). A formulação foi armazenada sob temperatura ambiente du- rante 215 minutos. Uma parte da formulação resultante foi carregada em uma seringa de 10 ml e distribuída por meio de uma bomba de seringa a uma taxa de 1,6 milili- 20 tros por hora para uma fiandeira (tubo de aço inoxidá- vel de 1,58 mm (1/16 de polegada) diâmetro externo e

0,254 mm (0,010 de polegada) diâmetro interno). Este tubo foi conectado a um coletor de alumínio ligado à terra por meio de uma fonte de alta tensão à qual foi 25 aplicado um potencial de cerca de 21 kV. 0 tubo de distribuição e coletor foram encerrados em uma caixa que permitiu que nitrogênio fosse purgado para manter uma umidade relativa menor do que 25%. Coletaram-se nanofibras em forma de fita dotadas de uma espessura de cerca de 100-200 nanômetros e uma largura de 500-700 nanômetros em painéis de alumínio ligados à terra e fo- 5 ram caracterizadas por microscopia óptica e por micros- copia eletrônica de varredura.

Exemplo 2

Misturou-se a solução de resina acrílica-silano proveniente do Exemplo B (8,5 gramas) com polivinila- pirrolidona (0,1 gramas) e água (1,5 gramas). A formu- lação foi armazenada sob temperatura ambiente durante 210 minutos. Uma parte da solução resultante foi car- regada em uma seringa de 10 ml e distribuída por meio de uma bomba de seringa a uma taxa de 0,2 mililitros por hora à fiandeira do Exemplo I. As condições para eletrofiação foram tais como descritas no Exemplo 1. Coletaram-se nanofibras em forma de fita com uma espes- sura de 100-200 nanômetros e uma largura de 900-1200 nanômetros no ouropel de alumínio ligado à terra e fo- ram caracterizadas por microscopia óptica e por micros- copia eletrônica de varredura.

Exemplo 3

Misturou-se a resina de acrílico-silano prove- niente do Exemplo A (8,5 gramas) com polivinilapirroli- 25 dona (0,1 gramas) e água (1,5 gramas). A formulação foi armazenada sob temperatura ambiente durante 225 mi- nutos. Uma parte da solução resultante foi carregada em uma seringa de 10 ml e distribuída por meio de uma bomba de seringa a uma taxa de 1,6 mililitros por hora à fiandeira, tal como descrito no Exemplo I. As condi- ções de eletrofiação foram aquelas descritas no Exemplo

1. Coletaram-se nanofibras em forma de fita dotadas de uma espessura de 100-200 nanômetros e uma largura de 1200-5000 nanômetros no ouropel de aluminio e foram ca- racterizadas por microscopia óptica e microscopia ele- trônica de varredura. Uma amostra das nanofibras foi submetida a secagem em um forno a IlO0C durante duas horas. Não se observou qualquer perda de peso mensurá- vel. Isto indica que as nanofibras foram completamente reticuladas.

Embora se descrevessem anteriormente concreti- zações particulares desta invenção para propósitos de ilustração, será evidente para aqueles versados na téc- nica que numerosas variações dos detalhes da presente invenção poderão ser realizadas sem escapar da invenção tal como definida nas reivindicações anexas.

Claims

1. Método para eletrofiação de uma fibra a partir de uma solução de polímero eletricamente condu- tora na presença de um campo elétrico entre uma fian- deira e uma fonte de terra, caracterizado por o políme- ro ser submetido a uma reação de reticulação antes de e durante a eletrofiação.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o polímero conter grupos suscetíveis de reticulação ao longo da espinha dorsal do polímero.

3. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por os grupos suscetíveis de reticulação serem reativos com umidade.

4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por os grupos suscetíveis de reticulação serem grupos silano.

5. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por o polímero ser um polímero (met)acrílico.

6.Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por o polímero ser um polímero (met)acrílico que contém grupos silano.

7.Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por o polímero, além de conter grupos suscetíveis de reticulação, conter também grupos sele- cionados a partir de carboxila e hidroxila.

8. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por o polímero conter grupos silano, gru- pos carboxila, grupos hidroxila e grupos que contêm ni- trogênio .

9. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado por os grupos silano estarem presentes no polímero em quantidades de 0,2 a 20 por cento, em peso, com base no peso total de polímero.

10. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por o polímero conter de: (a) 0,2 a 20 por cento, de grupo silano medido como silício, (b) 1 a 45 por cento, de grupos carboxila, (c) 0,5 a 6,5 por cento, de grupos hidroxila, e (d) 0,2 a 5,0 por cento, de grupos de nitrogê- nio; sendo as percentagens em peso baseadas no peso de polí- mero total polímero.

11. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a solução conter um agente de espes- samento .

12. Método, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado poro agente de espessamento ser pirroli- dona de polivinila.

13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por a pirrolidona de polivinila estar presente em quantidades de não mais que 20 por cento, em peso, com base no peso total da solução.

14. Fibra eletrofiada, caracterizada por que compreender um polímero que foi reticulado antes e du- rante o processo de eletrofiação.

15.Fibra eletrofiada, de acordo com a reivin- dicação 14, caracterizada por ter um diâmetro entre cerca de 5 a 5.000 nanômetros.

16. Fibra eletrofiada, de acordo com a reivin- dicação 14, caracterizada por ser dotada de reticula- ções -Si-O-Si-.

17. Fibra eletrofiada, de acordo com a reivin- dicação 14, caracterizada por ser um polímero (met)acrílico reticulado.

18. Fibra eletrofiada, de acordo com a reivin- dicação 14, caracterizada por ser um polímero (met)acrílico com reticulações -Si-O-Si-.