CN103569953B - 截面十字型的聚合物纤维束的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种截面十字型的聚合物纤维束的制备方法，该方法包括以下步骤：根据专利ZL200710134575.2的方法获得松香填充石英纤维空隙的复合结构；将其置于HF酸溶液中腐蚀去除石英纤维，形成存在中空微管结构阵列的松香微结构；用边长宽度为0.2mm-5mm的十字形纸片覆盖在松香微结构表面，用瞬时火焰法部分融化非纸片覆盖的松香，将非纸片覆盖的中空微管封闭；去除十字形纸片，用聚二甲基硅氧烷、环氧树脂、聚氨酯等聚合物填充端部未封闭的中空微管；去除松香，获得截面十字型的聚合物纤维束。本发明方法新颖，获得的微结构可在光电、传感等领域获得应用。
Description
技术领域
本发明涉及一种亚微米和微米微结构材料的制备方法，特别是一种截面十字型的聚合物纤维束的制备技术。
背景技术
聚合物纤维束具有重要的应用，可用于结构力学增强、织物、导光等方面。特别是光电功能聚合物纤维，在有机场效应晶体管、气体传感器和电化学传感电极等方面具有广泛用途。纤维束的截面形状不仅影响了光在其中的传播路径，同时也影响着气体进出纤维束的速率。
发明内容
本发明的目的是提供一种制备成本低的截面十字型的聚合物纤维束的制备方法。
为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
截面十字型的聚合物纤维束的制备方法，包括以下步骤：
(1)通过自组装技术组装微米、亚微米石英纤维，获得排列规整的纤维束，再将所述纤维束的间隙中填充体积比为0.1-0.6的松香形成复合结构，将上述复合结构切成1mm-1cm的薄片，获得松香填充石英纤维空隙的复合结构切片；
(2)将上述复合结构切片置于HF酸溶液中腐蚀去除石英纤维，形成存在中空微管结构阵列的松香微结构；
(3)用边长宽度为0.2mm-5mm的十字形纸片覆盖在松香微结构表面，用瞬时火焰法部分融化非纸片覆盖的松香，将非纸片覆盖的中空微管封闭；
(4)去除十字形纸片，用聚二甲基硅氧烷、环氧树脂、聚氨酯等聚合物填充端部未封闭的中空微管；
(5)去除松香，获得截面十字型的聚合物纤维束。
本发明与现有技术相比，其显著优点是成本低廉，无需大型仪器，工艺简单可靠。本发明方法新颖，获得的微结构可在光电、传感等领域获得应用。
附图说明
图1是截面十字型的聚合物纤维束的制备方法的示意图。步骤(A)为将复合切片结构置于HF酸溶液中腐蚀去除石英纤维；步骤(B)和(C)为用十字形纸片覆盖在松香微结构表面，用瞬时火焰法部分融化非纸片覆盖的松香，将非纸片覆盖的中空微管封闭；步骤(D)为用聚合物填充端部未封闭的中空微管；步骤(E)为去除松香，获得截面十字型的聚合物纤维束。
具体实施方式
下面对本发明作进一步详细的描述。
实施例中松香填充石英纤维空隙的复合结构切片通过以下方法获得：先通过自组装技术组装微米、亚微米石英纤维，获得排列规整的纤维束，再将上述纤维束的间隙中填充松香形成复合结构，最后切成薄片，获得松香填充石英纤维空隙的复合结构切片(参见专利ZL200710134575.2)。
实施例1：将松香填充石英纤维空隙的复合结构置于HF酸溶液中腐蚀去除石英纤维，形成存在中空微管结构阵列的松香微结构；用边长宽度为0.2mm的十字形纸片覆盖在松香微结构表面，用瞬时火焰法部分融化非纸片覆盖的松香，将非纸片覆盖的中空微管封闭；去除十字形纸片，用聚二甲基硅氧烷填充端部未封闭的中空微管；去除松香，获得截面十字型的聚二甲基硅氧烷纤维束。
实施例2：将松香填充石英纤维空隙的复合结构置于HF酸溶液中腐蚀去除石英纤维，形成存在中空微管结构阵列的松香微结构；用边长宽度为5mm的十字形纸片覆盖在松香微结构表面，用瞬时火焰法部分融化非纸片覆盖的松香，将非纸片覆盖的中空微管封闭；去除十字形纸片，用环氧树脂填充端部未封闭的中空微管；去除松香，获得截面十字型的环氧树脂纤维束。
实施例3：将松香填充石英纤维空隙的复合结构置于HF酸溶液中腐蚀去除石英纤维，形成存在中空微管结构阵列的松香微结构；用边长宽度为1mm的十字形纸片覆盖在松香微结构表面，用瞬时火焰法部分融化非纸片覆盖的松香，将非纸片覆盖的中空微管封闭；去除十字形纸片，用聚氨酯等聚合物填充端部未封闭的中空微管；去除松香，获得截面十字型的聚氨酯纤维束。
实施例4：将松香填充石英纤维空隙的复合结构置于HF酸溶液中腐蚀去除石英纤维，形成存在中空微管结构阵列的松香微结构；用边长宽度为2mm的十字形纸片覆盖在松香微结构表面，用瞬时火焰法部分融化非纸片覆盖的松香，将非纸片覆盖的中空微管封闭；去除十字形纸片，用聚二甲基硅氧烷和环氧树脂填充端部未封闭的中空微管；去除松香，获得截面十字型的聚二甲基硅氧烷-环氧树脂纤维束。
Claims (3)
1.截面十字型的聚合物纤维束的制备方法，其特征是，所述方法包括以下步骤：
(1)通过自组装技术组装微米、亚微米石英纤维，获得排列规整的纤维束，再将所述纤维束的间隙中填充体积比为0.1—0.6的松香形成复合结构，将上述复合结构切成1mm-1cm的薄片，获得松香填充石英纤维空隙的复合结构切片；
(2)将上述复合结构切片置于HF酸溶液中腐蚀去除石英纤维，形成存在中空微管结构阵列的松香微结构；
(3)用十字形纸片覆盖在松香微结构表面，用瞬时火焰法部分融化非纸片覆盖的松香，将非纸片覆盖的中空微管封闭；
(4)去除十字形纸片，用聚合物填充端部未封闭的中空微管；
(5)去除松香，获得截面十字型的聚合物纤维束。
2.根据权利要求1所述的截面十字型的聚合物纤维束的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述十字形纸片的边长宽度为0.2mm-5mm。
3.根据权利要求1或2所述的截面十字型的聚合物纤维束的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述聚合物材料为聚二甲基硅氧烷、环氧树脂或者聚氨酯。
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