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一种制备多层结构的纳米纤维的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种制备多层结构的纳米纤维的方法，属于静电纺织领域。制备多层结构的纳米纤维的方法，包括以下步骤：(1)配置制备纳米纤维所需的纺丝溶液；(2)将纺丝溶液通过导液胶管注入相互独立的中心纺丝筒和环形纺丝筒中，直至注满中心纺丝筒和环形纺丝筒；(3)将高压静电发生器的正极接针头，负极接接收装置，打开高压静电发生器，调节适当的电压使聚合的纺丝溶液在高压的作用下形成连续射流，射流经拉伸，溶剂挥发，最后收集到大量的混纺的纳米纤维。本发明涉及的一种制备多层结构的纳米纤维的方法，通过嵌套设置的中心纺丝筒和环形纺丝筒，将原本不能一起混纺的聚合物通过机械的方式组合在一起，大大增加了静电纺丝的种类。

Description

一种制备多层结构的纳米纤维的方法
技术领域
本发明涉及一种制备多层结构的纳米纤维的方法，属于静电纺织领域。
背景技术
至今为止，静电纺丝技术已经成为制备纳米纤维最为简单，有效的方式。静电纺纳米纤维，因为具有高比面积，高孔隙率，优良的力学性能等优势，已经在过滤吸附，生物组织工程，生物医学，个体防护等领域得到了广泛应用。随着研究的不断深入，对各种性能的纳米纤维膜的要求越来越高，单一聚合物的纤维已经远远不能满足需要，但由于可以纺丝的聚合物种类还不是很多，而且一些单一的聚合物纺出的纤维各方面性能都有所欠缺，无法满足市场要求。通过不同的聚合物进行混纺的方式是可以得到一部分性能优异的纤维，但是有很多聚合物通过一起溶解是不能进行混纺的(有可能是几种组分的聚合物不能溶于单一溶剂，或者会发生某种化学反应)，这也限制了混纺聚合物的种类。所以需要设计一种能够实现多种聚合物混纺的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可制备多层结构的纳米纤维，结构简单的同轴静电纺的装置。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种制备多层结构的纳米纤维的方法，包括以下步骤：
S1：配置制备纳米纤维所需的纺丝溶液；
S2：将纺丝溶液通过导液胶管注入嵌套设置的中心纺丝筒和环形纺丝筒中，直至注满中心纺丝筒和环形纺丝筒；
S3：将高压静电发生器的正极接针头，负极接接收装置，打开高压静电发生器，调节适当的电压使聚合的纺丝溶液在高压的作用下形成连续射流，射流经拉伸，溶剂挥发，最后收集到大量的混纺的纳米纤维。
进一步地，所述步骤“S2”的具体步骤为：
S21：将配置好的纺丝溶液依次装入中心纺丝溶液助推器和环形纺丝溶液助推器中，然后通过导液胶管将中心纺丝筒连接在中心纺丝溶液助推器上，通过导液胶管将环形纺丝溶液助推器连接环形纺丝筒上；
S22：打开中心纺丝溶液助推器和环形纺丝溶液助推器，设置流量参数；
S23：通过中心纺丝溶液助推器将纺丝溶液注入中心纺丝筒中，直至充满中心纺丝筒，通过环形纺丝溶液助推器将纺丝溶液注入环形纺丝筒中，直至充满环形纺丝筒。
进一步地，所述中心纺丝筒上设置有中心针头，所述中心针头的内径为0.3～1.5mm。
进一步地，所述环形纺丝筒上设置有环形针头，所述环形针头的内径为0.3～1.5mm。
进一步地，所述步骤“S22”中，中心纺丝溶液助推器和环形纺丝溶液助推器的流量均设定为0.2～0.8ml/h。
进一步地，所述步骤“S3”中，高压静电发生器的电压为5～30KV。
本发明的有益效果在于：本发明涉及的一种制备多层结构的纳米纤维的方法，通过嵌套设置的中心纺丝筒和环形纺丝筒，将原本不能一起混纺的聚合物通过机械的方式组合在一起，大大增加了静电纺丝的种类。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1为应用本发明方法的装置的结构示意图。
图2为图1中中心管和环形管的连接结构示意图。
图3为本发明制备多层结构的纳米纤维的方法的流程图
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
请参见图1和图2，应用本发明的制备多层结构的纳米纤维的方法的装置包括圆盘式同轴装置1连接在圆盘式同轴装置1上的导液胶管2和连接在导液胶管2上的纺丝溶液助推器组件3，圆盘式同轴装置1上具有一中心纺丝筒4和至少一个与中心纺丝筒4同心设置的环形纺丝筒5，中心纺丝筒4连接有中心管41，在中心管41上连接有中心针头42，环形纺丝筒5连接有环形管51，在环形管51上连接有环形针头52，圆盘式同轴装置1上方设置有用于接收经中心针头42和/或环形针头52喷出的纺丝溶液的接收装置6。接收装置6连接有高压静电发生器7，高压静电发生器7分别与接收装置6、圆盘式同轴装置1电连接。
在上述实施例中，纺丝溶液助推器组件3包括通过导液胶管2连接在中心纺丝筒4上的中心纺丝溶液助推器31和通过所述导液胶管2连接在所述环形纺丝筒5上的环形纺丝溶液助推器32。
在上述实施例中，中心针头42与中心管41螺纹连接，环形针头52与环形管51螺纹连接，便于对中心针头42和环形针头52进行拆卸和清洗。
在上述实施例中，中心管41以中心纺丝筒4的圆心为中心环形阵列设置，环形管51以环形纺丝筒5的圆心为中心环形阵列设置，通过环形阵列设置的中心管41和环形管51可以使纺丝溶液的输送更加均匀，以提高纺丝的均匀性，提高纺丝的质量，中心针头42和环形针头52均为漏斗状。
再参见图3，本发明一较佳实施例中的一种制备多层结构的纳米纤维的方法，包括以下步骤：
S1：配置制备纳米纤维所需的纺丝溶液；
S2：将纺丝溶液通过导液胶管2注入中心纺丝筒4和环形纺丝筒5中，直至注满中心纺丝筒4和环形纺丝筒5；
S3：将高压静电发生器7的正极接中心针头42和环形针头52，负极接接收装置6，打开高压静电发生器7，调节适当的电压使聚合的纺丝溶液在高压的作用下形成连续射流，射流经拉伸，溶剂挥发，最后收集到大量的混纺的纳米纤维。
在上述实施例中，步骤“S2”的具体步骤为：
S21：将配置好的纺丝溶液依次装入中心纺丝溶液助推器31和环形纺丝溶液助推器32中，然后通过导液胶管2将中心纺丝筒4连接在中心纺丝溶液助推器31上，通过导液胶管2将环形纺丝溶液助推器32连接环形纺丝筒5上；
S22：打开中心纺丝溶液助推器31和环形纺丝溶液助推器32，设置流量参数；
S23：通过中心纺丝溶液助推器31将纺丝溶液注入中心纺丝筒4中，直至充满中心纺丝筒4，通过环形纺丝溶液助推器32将纺丝溶液注入环形纺丝筒5中，直至充满环形纺丝筒5。
在上述实施例中，中心纺丝筒4上设置有中心针头42，中心针头42的内径为0.3到1.5mm，环形纺丝筒5上设置有环形针头52，环形针头52的内径为0.3～1.5mm，根据不同的生产需求从而对中心针头42和环形针头52的内径进行限定
在上述实施例中，步骤“S22”中，中心纺丝溶液助推器31和环形纺丝溶液助推器32流量设定为0.2～0.8ml/h，具体根据实际生产情况及需求而定。
在上述实施例中，步骤“S3”中，高压静电发生器7的电压为5～30KV，具体根据实际生产情况及需求而定。
综上所述，本发明涉及的采用多个环形纺丝筒5和中心纺丝筒4嵌套的方式，将原本不能一起混纺的聚合物通过机械的方式组合在一起，大大增加了静电纺丝的种类。
本发明方法的大致流程为，将配置好的纺丝溶液依次装入中心纺丝溶液助推器31和环形纺丝溶液助推器32中，然后连接导液胶管2、中心纺丝筒4和环形纺丝筒5，按照实际需求选择不同的中心针头42和环形针头52。打开中心纺丝溶液助推器31和环形纺丝溶液助推器32，设置流量参数。在纺丝开始前，先进行预注液，纺丝溶液提前通过导液胶管2进入中心纺丝筒4和环形纺丝筒5中。待一切准备就绪后，将高压静电发生器7的正极接针头，负极接接收装置6，打开高压静电发生器7，调节适当的电压(针对不同性质的纺丝溶液，所需的纺丝电压也不尽相同，尽量选择它们各自纺丝电压区间的交集)使聚合的纺丝溶液在高压的作用下形成连续射流，射流经拉伸，溶剂挥发，最后收集到大量的纳米纤维。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种制备多层结构的纳米纤维的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
S1：配置制备纳米纤维所需的纺丝溶液；
S2：将纺丝溶液通过导液胶管注入嵌套设置的中心纺丝筒和环形纺丝筒中，直至注满中心纺丝筒和环形纺丝筒；
S3：将高压静电发生器的正极接针头，负极接接收装置，打开高压静电发生器，调节适当的电压使聚合的纺丝溶液在高压的作用下形成连续射流，射流经拉伸，溶剂挥发，最后收集到大量的混纺的纳米纤维。
2.根据权利要求1所述的制备多层结构的纳米纤维的方法，其特征在于，所述步骤“S2”的具体步骤为：
S21：将配置好的纺丝溶液依次装入中心纺丝溶液助推器和环形纺丝溶液助推器中，然后通过导液胶管将中心纺丝筒连接在中心纺丝溶液助推器上，通过导液胶管将环形纺丝溶液助推器连接环形纺丝筒上；
S22：打开中心纺丝溶液助推器和环形纺丝溶液助推器，设置流量参数；
S23：通过中心纺丝溶液助推器将纺丝溶液注入中心纺丝筒中，直至充满中心纺丝筒，通过环形纺丝溶液助推器将纺丝溶液注入环形纺丝筒中，直至充满环形纺丝筒。
3.根据权利要求1所述的制备多层结构的纳米纤维的方法，其特征在于，所述中心纺丝筒上设置有中心针头，所述中心针头的内径为0.3～1.5mm。
4.根据权利要求1所述的制备多层结构的纳米纤维的方法，其特征在于，所述环形纺丝筒上设置有环形针头，所述环形针头的内径为0.3～1.5mm。
5.根据权利要求2所述的制备多层结构的纳米纤维的方法，其特征在于，所述步骤“S22”中，中心纺丝溶液助推器和环形纺丝溶液助推器的流量均设定为0.2～0.8ml/h。
6.根据权利要求1所述的制备多层结构的纳米纤维的方法，其特征在于，所述步骤“S3”中，高压静电发生器的电压为5～30KV。
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Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101078134A (zh) * 2007-06-27 2007-11-28 东华大学 一种天然材料/聚合物材料同轴静电纺纳米纤维的制备
CN101487172A (zh) * 2009-02-19 2009-07-22 浙江大学 中空圆环管道多喷头和球面成膜的静电纺丝制膜装置
CN101509153A (zh) * 2009-03-23 2009-08-19 东华大学 以同轴静电纺丝技术制备壳-芯结构药物纳米纤维的方法
CN101871130A (zh) * 2010-07-06 2010-10-27 北京化工大学 一种新型一字架静电纺丝喷头
WO2012064287A1 (en) * 2010-11-12 2012-05-18 Ngee Ann Polytechnic A porous fiber, methods of making the same and uses thereof
CN102517689A (zh) * 2011-12-02 2012-06-27 华南理工大学 一种木质素基皮芯结构纳/微米纤维及其制备方法
CN103132163A (zh) * 2013-03-12 2013-06-05 东南大学 一种具有多重核壳结构的纤维及其制备方法
CN203360646U (zh) * 2013-07-26 2013-12-25 厦门大学 一种熔融静电纺丝喷头装置
CN103993367A (zh) * 2014-05-15 2014-08-20 南通醋酸纤维有限公司 高速干法纺丝的喷丝帽
CN204959112U (zh) * 2015-08-25 2016-01-13 哈尔滨理工大学 一种用于制备人工血管支架的同轴电纺丝装置
CN105671682A (zh) * 2014-11-17 2016-06-15 北京中纺优丝特种纤维科技有限公司 一种铜系抗菌纤维及其制备方法
CN105780155A (zh) * 2016-05-19 2016-07-20 江南大学 一种凹型同轴静电纺喷嘴及高稳定性中空结构碳纳米纤维的制备方法
CN205711073U (zh) * 2016-04-18 2016-11-23 邓州市龙泰无纺布科技有限公司 一种新型无纺布纺丝设备
CN106222767A (zh) * 2016-08-29 2016-12-14 天津工业大学 一种同轴离心纺丝装置及方法
CN107675274A (zh) * 2017-10-27 2018-02-09 长沙新材料产业研究院有限公司 一种聚酰亚胺纳米纤维膜及其制备方法
CN108385175A (zh) * 2018-04-28 2018-08-10 华南理工大学 一种自由表面同轴离心静电纺丝喷丝头
CN108536183A (zh) * 2018-02-08 2018-09-14 广东工业大学 基于近场电纺喷印多针头阵列实验的喷印间距调控方法

Patent Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101078134A (zh) * 2007-06-27 2007-11-28 东华大学 一种天然材料/聚合物材料同轴静电纺纳米纤维的制备
CN101487172A (zh) * 2009-02-19 2009-07-22 浙江大学 中空圆环管道多喷头和球面成膜的静电纺丝制膜装置
CN101509153A (zh) * 2009-03-23 2009-08-19 东华大学 以同轴静电纺丝技术制备壳-芯结构药物纳米纤维的方法
CN101871130A (zh) * 2010-07-06 2010-10-27 北京化工大学 一种新型一字架静电纺丝喷头
WO2012064287A1 (en) * 2010-11-12 2012-05-18 Ngee Ann Polytechnic A porous fiber, methods of making the same and uses thereof
CN102517689A (zh) * 2011-12-02 2012-06-27 华南理工大学 一种木质素基皮芯结构纳/微米纤维及其制备方法
CN103132163A (zh) * 2013-03-12 2013-06-05 东南大学 一种具有多重核壳结构的纤维及其制备方法
CN203360646U (zh) * 2013-07-26 2013-12-25 厦门大学 一种熔融静电纺丝喷头装置
CN103993367A (zh) * 2014-05-15 2014-08-20 南通醋酸纤维有限公司 高速干法纺丝的喷丝帽
CN105671682A (zh) * 2014-11-17 2016-06-15 北京中纺优丝特种纤维科技有限公司 一种铜系抗菌纤维及其制备方法
CN204959112U (zh) * 2015-08-25 2016-01-13 哈尔滨理工大学 一种用于制备人工血管支架的同轴电纺丝装置
CN205711073U (zh) * 2016-04-18 2016-11-23 邓州市龙泰无纺布科技有限公司 一种新型无纺布纺丝设备
CN105780155A (zh) * 2016-05-19 2016-07-20 江南大学 一种凹型同轴静电纺喷嘴及高稳定性中空结构碳纳米纤维的制备方法
CN106222767A (zh) * 2016-08-29 2016-12-14 天津工业大学 一种同轴离心纺丝装置及方法
CN107675274A (zh) * 2017-10-27 2018-02-09 长沙新材料产业研究院有限公司 一种聚酰亚胺纳米纤维膜及其制备方法
CN108536183A (zh) * 2018-02-08 2018-09-14 广东工业大学 基于近场电纺喷印多针头阵列实验的喷印间距调控方法
CN108385175A (zh) * 2018-04-28 2018-08-10 华南理工大学 一种自由表面同轴离心静电纺丝喷丝头

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