CN114075716A - 基于静电纺丝工艺的聚乙烯醇缩丁醛纳米纤维的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于静电纺丝工艺的聚乙烯醇缩丁醛纳米纤维的制作方法，所述基于静电纺丝工艺的聚乙烯醇缩丁醛纳米纤维的制作方法用到一下材料或装置：聚乙烯醇缩丁醛粉末6‑12份、无水乙醇800‑1000份、磁力搅拌器一个、具有20号不锈钢针头的注射器一个、量筒一个以及离心管一个，由于无水乙醇为无色澄清液体，有特殊香味，易流动，极易从空气中吸收水分，能与水和氯仿、乙醚等多种有机溶剂以任意比例互溶，极大地提高了溶解性，增强了纳米纤维的制作精度，聚乙烯醇缩丁醛具有优良的柔软性和挠曲性以及极强的粘结性，有效地提高了溶液的粘结性，且更易于溶解，简化了操作，且最终的纳米纤维具有高精度、高柔软性。
Description
技术领域
本发明属于静电纺丝技术领域，具体为基于静电纺丝工艺的聚乙烯醇缩丁醛纳米纤维的制作方法。
背景技术
静电纺丝就是高分子流体静电雾化的特殊形式，此时雾化分裂出的物质不是微小液滴，而是聚合物微小射流，可以运行相当长的距离，最终固化成纤维。静电纺丝是特殊的纤维制造工艺，聚合物溶液或熔体在强电场中进行喷射纺丝。在电场作用下，针头处的液滴会由球形变为圆锥形(即"泰勒锥")，并从圆锥尖端延展得到纤维细丝。这种方式可以生产出纳米级直径的聚合物细丝。静电纺丝技术在构筑一维纳米结构材料领域已发挥了非常重要的作用，应用静电纺丝技术已经成功的制备出了结构多样的纳米纤维材料。通过不同的制备方法，如改变喷头结构、控制实验条件等，可以获得实心、空心、核-壳结构的超细纤维或是蜘蛛网状结构的二维纤维膜；通过设计不同的收集装置，可以获得单根纤维、纤维束、高度取向纤维或无规取向纤维膜等。
但是在使用静电纺丝工艺制作纳米纤维时，由于许多的材质粘结性不强，很容易出现制作时出现混合不够充分，从而使得溶液的精度不够，制作时需要许多繁琐的工序，十分的麻烦。因此需要对静电纺丝的结构加以改进，同时提出基于静电纺丝工艺的聚乙烯醇缩丁醛纳米纤维的制作方法，便于更好的解决上述提出的问题。
发明内容
本发明的目的在于：为了解决上述提出的问题，提供基于静电纺丝工艺的聚乙烯醇缩丁醛纳米纤维的制作方法。
本发明采用的技术方案如下：
基于静电纺丝工艺的聚乙烯醇缩丁醛纳米纤维的制作方法，所述基于静电纺丝工艺的聚乙烯醇缩丁醛纳米纤维的制作方法用到一下材料或装置：聚乙烯醇缩丁醛粉末6-12份、无水乙醇800-1000份、磁力搅拌器一个、具有20号不锈钢针头的注射器一个、量筒一个以及离心管一个。
在一优选的实施方式中，所述基于静电纺丝工艺的聚乙烯醇缩丁醛纳米纤维的制作方法包括以下步骤：
S1、称取6-12份的聚乙烯醇缩丁醛粉末与800-1000份的无水乙醇备用；
S2、将聚乙烯醇缩丁醛粉末倒入量筒中，缓慢加入无水乙醇，保持溶液的温度在40度到60度之间，制成7％的聚乙烯醇缩丁醛纺丝溶液，并密封后置于离心管内，在3000rpm下离心5分钟，去掉离心分层后的上层清液；
S3、将纺丝溶液放在磁力搅拌器上搅拌粉末至少一小时，溶解以产生所需的聚乙烯醇缩丁醛纺丝溶液；
S4、将聚乙烯醇缩丁醛纺丝溶液置于带有20号不锈钢针头的注射器中，以0.1毫米/分钟的速度推进聚乙烯醇缩丁醛纺丝溶液，并且通过导线将针头连接到正高压电源，且接收辊连接到负高压电源；
S5、液滴在静电力的作用下形成泰勒锥，形成射流和纤维。旋转一段时间产生聚乙烯醇缩丁醛纤维膜。
在一优选的实施方式中，所述聚乙烯醇缩丁醛具有优良的柔软性和挠曲性，是聚乙烯醇和丁醛的缩合物，结构为白色粉末，相对密度1.08～1.10，可溶于甲醇、乙醇、酮类、卤代烷、芳烃类溶剂，与邻苯二甲酸酯、癸二酸酯苯增塑剂，以及硝酸纤维素、酚醛树脂、环氧树脂等有良好的相溶性，具有较高的透明性、耐寒性、耐冲击、耐紫外辐照，与金属、玻璃、木材、陶瓷、纤维制品等有良好的粘结力。
在一优选的实施方式中，所述无水乙醇为无色澄清液体，有特殊香味，易流动，极易从空气中吸收水分，能与水和氯仿、乙醚等多种有机溶剂以任意比例互溶。
在一优选的实施方式中，所述静电纺丝的主要工艺参数如下：
电压：1-7KV；
喷头到接收器的距离：8-10CM；
喷射流量：0.1-0.6ML/H；
相对湿度低于40％。
在一优选的实施方式中，所述磁力搅拌器是用于液体混合的实验室仪器，主要用于搅拌或同时加热搅拌低粘稠度的液体或固液混合物。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是:有效地提高了纳米纤维制作时的精度，简化了操作，同时由于聚乙烯醇缩丁醛具有极强的粘结性，因此不会出现混合不够充分的情况。
1、本发明中，聚乙烯醇缩丁醛具有优良的柔软性和挠曲性，是聚乙烯醇和丁醛的缩合物，结构为白色粉末，相对密度1.08～1.10，可溶于甲醇、乙醇、酮类、卤代烷、芳烃类溶剂，与邻苯二甲酸酯、癸二酸酯苯增塑剂，以及硝酸纤维素、酚醛树脂、环氧树脂等有良好的相溶性，具有较高的透明性、耐寒性、耐冲击、耐紫外辐照，与金属、玻璃、木材、陶瓷、纤维制品等有良好的粘结力。
2、本发明中，无水乙醇为无色澄清液体，有特殊香味，易流动，极易从空气中吸收水分，能与水和氯仿、乙醚等多种有机溶剂以任意比例互溶，极大地提高了溶解性，增强了纳米纤维的制作精度。
附图说明
图1为本发明的制作步骤示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参照图1，基于静电纺丝工艺的聚乙烯醇缩丁醛纳米纤维的制作方法，基于静电纺丝工艺的聚乙烯醇缩丁醛纳米纤维的制作方法用到一下材料或装置：聚乙烯醇缩丁醛粉末6-12份、无水乙醇800-1000份、磁力搅拌器一个、具有20号不锈钢针头的注射器一个、量筒一个以及离心管一个。
基于静电纺丝工艺的聚乙烯醇缩丁醛纳米纤维的制作方法包括以下步骤：
S1、称取6-12份的聚乙烯醇缩丁醛粉末与800-1000份的无水乙醇备用；
S2、将聚乙烯醇缩丁醛粉末倒入量筒中，缓慢加入无水乙醇，保持溶液的温度在40度到60度之间，制成7％的聚乙烯醇缩丁醛纺丝溶液，并密封后置于离心管内，在3000rpm下离心5分钟，去掉离心分层后的上层清液；
S3、将纺丝溶液放在磁力搅拌器上搅拌粉末至少一小时，溶解以产生所需的聚乙烯醇缩丁醛纺丝溶液；
S4、将聚乙烯醇缩丁醛纺丝溶液置于带有20号不锈钢针头的注射器中，以0.1毫米/分钟的速度推进聚乙烯醇缩丁醛纺丝溶液，并且通过导线将针头连接到正高压电源，且接收辊连接到负高压电源；
S5、液滴在静电力的作用下形成泰勒锥，形成射流和纤维。旋转一段时间产生聚乙烯醇缩丁醛纤维膜。
聚乙烯醇缩丁醛具有优良的柔软性和挠曲性，是聚乙烯醇和丁醛的缩合物，结构为白色粉末，相对密度1.08～1.10，可溶于甲醇、乙醇、酮类、卤代烷、芳烃类溶剂，与邻苯二甲酸酯、癸二酸酯苯增塑剂，以及硝酸纤维素、酚醛树脂、环氧树脂等有良好的相溶性，具有较高的透明性、耐寒性、耐冲击、耐紫外辐照，与金属、玻璃、木材、陶瓷、纤维制品等有良好的粘结力。
无水乙醇为无色澄清液体，有特殊香味，易流动，极易从空气中吸收水分，能与水和氯仿、乙醚等多种有机溶剂以任意比例互溶。
静电纺丝的主要工艺参数如下：
电压：1-7KV；
喷头到接收器的距离：8-10CM；
喷射流量：0.1-0.6ML/H；
相对湿度低于40％。
磁力搅拌器是用于液体混合的实验室仪器，主要用于搅拌或同时加热搅拌低粘稠度的液体或固液混合物。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.基于静电纺丝工艺的聚乙烯醇缩丁醛纳米纤维的制作方法，其特征在于：所述基于静电纺丝工艺的聚乙烯醇缩丁醛纳米纤维的制作方法用到一下材料或装置：聚乙烯醇缩丁醛粉末6-12份、无水乙醇800-1000份、磁力搅拌器一个、具有20号不锈钢针头的注射器一个、量筒一个以及离心管一个。
2.如权利要求1所述的基于静电纺丝工艺的聚乙烯醇缩丁醛纳米纤维的制作方法，其特征在于：所述基于静电纺丝工艺的聚乙烯醇缩丁醛纳米纤维的制作方法包括以下步骤：
S1、称取6-12份的聚乙烯醇缩丁醛粉末与800-1000份的无水乙醇备用；
S2、将聚乙烯醇缩丁醛粉末倒入量筒中，缓慢加入无水乙醇，保持溶液的温度在40度到60度之间，制成7％的聚乙烯醇缩丁醛纺丝溶液，并密封后置于离心管内，在3000rpm下离心5分钟，去掉离心分层后的上层清液；
S3、将纺丝溶液放在磁力搅拌器上搅拌粉末至少一小时，溶解以产生所需的聚乙烯醇缩丁醛纺丝溶液；
S4、将聚乙烯醇缩丁醛纺丝溶液置于带有20号不锈钢针头的注射器中，以0.1毫米/分钟的速度推进聚乙烯醇缩丁醛纺丝溶液，并且通过导线将针头连接到正高压电源，且接收辊连接到负高压电源；
S5、液滴在静电力的作用下形成泰勒锥，形成射流和纤维。旋转一段时间产生聚乙烯醇缩丁醛纤维膜。
3.如权利要求1所述的基于静电纺丝工艺的聚乙烯醇缩丁醛纳米纤维的制作方法，其特征在于：所述聚乙烯醇缩丁醛具有优良的柔软性和挠曲性，是聚乙烯醇和丁醛的缩合物，结构为白色粉末，相对密度1.08～1.10，可溶于甲醇、乙醇、酮类、卤代烷、芳烃类溶剂，与邻苯二甲酸酯、癸二酸酯苯增塑剂，以及硝酸纤维素、酚醛树脂、环氧树脂等有良好的相溶性，具有较高的透明性、耐寒性、耐冲击、耐紫外辐照，与金属、玻璃、木材、陶瓷、纤维制品等有良好的粘结力。
4.如权利要求1所述的基于静电纺丝工艺的聚乙烯醇缩丁醛纳米纤维的制作方法，其特征在于：所述无水乙醇为无色澄清液体，有特殊香味，易流动，极易从空气中吸收水分，能与水和氯仿、乙醚等多种有机溶剂以任意比例互溶。
5.如权利要求1所述的基于静电纺丝工艺的聚乙烯醇缩丁醛纳米纤维的制作方法，其特征在于：所述静电纺丝的主要工艺参数如下：
电压：1-7KV；
喷头到接收器的距离：8-10CM；
喷射流量：0.1-0.6ML/H；
相对湿度低于40％。
6.如权利要求1所述的基于静电纺丝工艺的聚乙烯醇缩丁醛纳米纤维的制作方法，其特征在于：所述磁力搅拌器是用于液体混合的实验室仪器，主要用于搅拌或同时加热搅拌低粘稠度的液体或固液混合物。
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| CN202010805655.1A Pending CN114075716A (zh) | 2020-08-12 | 2020-08-12 | 基于静电纺丝工艺的聚乙烯醇缩丁醛纳米纤维的制作方法 |
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| CN (1) | CN114075716A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115161879A (zh) * | 2022-07-12 | 2022-10-11 | 广东职业技术学院 | 一种转杯离心纺丝制备聚乙烯醇缩丁醛微纳米纤维的方法和应用 |
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2020
- 2020-08-12 CN CN202010805655.1A patent/CN114075716A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115161879A (zh) * | 2022-07-12 | 2022-10-11 | 广东职业技术学院 | 一种转杯离心纺丝制备聚乙烯醇缩丁醛微纳米纤维的方法和应用 |
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