CN117183469A - 一种微纳米纤维空心管及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及微纳米纤维空心管技术领域，特别涉及一种微纳米纤维空心管及其制备工艺，是将由A聚合物制备的纺丝前驱体制成的芯层微纳米纤维膜，以及由B聚合物制备的纺丝前驱体制成的皮层微纳米纤维膜，通过卷搓装置卷搓收集制备成皮芯结构的双层微纳米纤维圆柱体后，经选择性溶解工艺完全溶解芯层微纳米纤维后制备而成；其中，通过随时调控卷搓装置对皮层微纳米纤维膜及芯层微纳米纤维膜的卷搓收集量，可随时调控所述微纳米纤维圆柱体的直径，从而调控微纳米纤维空心管的管壁厚度和内径。通过纺丝工艺、卷搓工艺和选择性溶解工艺相结合，以获取纤维取向度和直径可调，空心管管壁、内径以及长度可调，且技术灵活简单的微纳米纤维空心管。
Description
技术领域
本发明涉及微纳米纤维空心管技术领域，特别涉及一种微纳米纤维空心管及其制备工艺。
背景技术
近年来,随着纳米材料和技术的发展，一些具有特殊结构和功能的新型纳米材料引起了人们的广泛关注。其中具有双层或多层结构的核壳结构纳米材料可以满足各种应用要求。由于核壳相异组分的复合，协调了各组分之间的共同特点，使所形成的核壳粒子具有不同于核层和壳层单一材料的性质和许多独特的性质，扩展了其应用范围。如果利用一些手段将内核去除，便可以得到孔体积及壳厚度可控的空心微纳米结构。
由于这类结构具有高的比表面积和低密度等特性,因此被广泛应用于化工、医药等领域。制备具有较高比表面积的中空纤维已越来越受重视，很多研究致力于此结构纳米材料的制备。中空纳米纤维的制备方法主要包括热致相分离法、溶剂致相分离法和静电纺丝法等。热致相分离法是将聚合物与高沸点的非溶剂在高温下混合，形成均相溶液，然后在挤出的过程中降温，聚合物和稀释剂因温度下降而产生相分离，形成中空纤维膜，随后用乙醇等有机溶剂对纤维膜中残留的稀释剂进行清洗，如[ZL98807444 .3]所述。热致相分离法的不足在于对纺丝工艺的控制要求较高，需精确控制稀释剂与聚合物之间的相分离过程。X.Xia等人将氯化锡和PVP溶于乙醇与DMF的混合溶液中，通过静电纺丝法制备出纳米纤维，由于双溶剂的挥发速度不同导致氯化锡与PVP产生相分离，经过后续的高温煅烧过程得到了SnO2中空纤维，该方法需选用挥发速度不同的双溶剂。常用的溶液纺丝法主要为同轴静电纺丝法。[201310024342 .2]是将纺丝溶液注入同轴喷丝头的外管，通空气进入内管，进行同轴静电纺丝，此方法操作简单，但是需要特制的具有内外管状结构的喷丝头，采用两相体系，对静电纺丝中的参数的控制更为严格。
中空管或筒状结构在医用器械材料行业生产中应用较多，诸如人工血管、神经导管、人工气管等均需要空心管结构。专利CN114228132A直接通过低温同轴3D打印技术制备得到聚己内酯空心管支架，能够实现内层载药并具有血管仿生结构，但加工过程需要长时间低温环境，流程复杂；专利CN114474799A公开了一种医用中空管制备方法，即在芯线表面固化涂覆层后通过高温烧结移除芯线，从而得到涂覆层空心管。上述方法均能获得中空管状结构，但须低温或高温处理，对材料选择的局限性较大，工艺复杂导致空心管参数不易调整，而且缺乏表面和结构特性，作为医用器械材料使用时逊于纳米纤维结构材料。目前已有大量文章证实，纳米纤维能够模拟细胞外基质结构，具有很高的比表面积、孔隙率，有利于细胞粘附、渗透和增殖，而且高度取向排列的纤维能够诱导细胞定向生长，提高组织修复效率。因此，赋予空心管适当的直径、取向可调的纳米纤维结构，实现工艺参数灵活调控和低技术门槛是有待解决的技术问题。
发明内容
针对上述现有技术存在的不足，提供了一种微纳米纤维空心管及其制备工艺，通过纺丝工艺、卷搓工艺和选择性溶解工艺相结合，以获取纤维取向度和直径可调，空心管管壁、内径以及长度可调，且技术灵活简单的微纳米纤维空心管。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是，一种微纳米纤维空心管，是将由A聚合物制备的纺丝前驱体制成的芯层微纳米纤维膜，以及由B聚合物制备的纺丝前驱体制成的皮层微纳米纤维膜，通过卷搓装置卷搓收集制备成皮芯结构的双层微纳米纤维圆柱体后，经选择性溶解工艺完全溶解芯层微纳米纤维后制备而成；其中，通过随时调控卷搓装置对皮层微纳米纤维膜及芯层微纳米纤维膜的卷搓收集量，可随时调控所述微纳米纤维圆柱体的直径，从而调控微纳米纤维空心管的管壁厚度和内径。
上述的微纳米纤维空心管，所述A聚合物包括聚乙烯醇、聚乙二醇、聚丙烯酰胺、聚丙烯吡咯烷酮及其他常用纺丝高分子聚合物。
上述的微纳米纤维空心管，所述B聚合物包括聚乙交酯-丙交酯、聚丙交酯-乙交酯、聚乳酸、聚乙醇酸溶液、聚己内酯、聚对二氧环已酮、聚羟基脂肪酸酯、聚丁二酸丁二醇酯及其他常用纺丝高分子聚合物。
上述的微纳米纤维空心管，所述卷搓装置包括卷绕滚筒，及用于驱动卷绕滚筒运行的驱动电机；所述芯层微纳米纤维膜或皮层微纳米纤维膜的厚度为1μm至10 cm，宽度为1μm至100 cm。
上述的微纳米纤维空心管的制备工艺，包括以下步骤：
（1）、配制由A聚合物制备的纺丝前驱体，制备微纳米纤维膜，然后采用卷搓工艺获得芯层微纳米纤维圆柱体；
（2）、配制由B聚合物制备的纺丝前驱体，制备微纳米纤维膜，然后基于步骤（1）所得的芯层微纳米纤维圆柱体，采用卷搓装置获得皮芯结构的双层微纳米纤维圆柱体；
（3）、将步骤（2）所得的双层微纳米纤维圆柱体进行选择性溶解工艺处理，将芯层微纳米纤维完全溶解，获得只保留皮层微纳米纤维的中空管，即为微纳米纤维空心管。
上述的微纳米纤维空心管的制备工艺，所述步骤（1）中，是将静电纺丝得到的微纳米纤维以取向度可控的形式收集在卷搓装置上，形成具有一定厚度和宽度的微纳米纤维膜，然后沿着卷搓装置的轴向将微纳米纤维膜平行卷搓聚集成线型圆环放置在接收滚筒一侧备用。
上述的微纳米纤维空心管的制备工艺，所述步骤（2）中，是将静电纺丝得到的微纳米纤维再次以取向度可控的形式收集在卷搓装置上，形成具有一定厚度和宽度的微纳米纤维膜，以步骤（1）所制的芯层微纳米纤维圆柱体为模具基体，然后沿卷搓装置的轴向将步骤（2）制得的微纳米纤维膜平行卷搓包裹在芯层微纳米纤维圆柱体之外，进而获得皮芯结构的双层微纳米纤维圆柱体。
上述的微纳米纤维空心管的制备工艺，所述步骤（3）中，选择性溶解工艺为：将双层微纳米纤维圆柱体浸泡在水、无水乙醇或其他只溶解芯层微纳米纤维的溶剂或溶液中，浸泡时间为1s至1年，亦可采用加热的方式促进其溶解。
上述的微纳米纤维空心管的制备工艺，所述步骤（1）中，所述A聚合物制备的纺丝前驱体包括聚乙烯醇溶液、聚乙二醇溶液、聚丙烯酰胺溶液、聚丙烯吡咯烷酮溶液及其他常用静电纺丝高分子聚合物材料溶液；所述步骤（2）中，微纳米纤维膜是通过静电纺丝工艺制得；所述B聚合物制备的纺丝前驱体包括聚乙交酯-丙交酯溶液、聚丙交酯-乙交酯溶液、聚乳酸溶液、聚乙醇酸溶液、聚己内酯溶液、聚对二氧环已酮溶液、聚羟基脂肪酸酯溶液、聚丁二酸丁二醇酯溶液及其他常用静电纺丝高分子聚合物溶液。
上述的微纳米纤维空心管的制备工艺，静电纺丝喷头的结构为针式喷头或者无针式喷头；所述针式喷头为单针或者多针组合式，为单轴、同轴或者多通道组合式；所述无针式喷头为金属丝、狭缝式、圆环式、圆柱式、圆盘式、球形中的一种或者多种组合；静电纺丝外加电压为-100 kV至+100 kV，纺丝液挤出速度为0.1μL/h至10 mL/h，纺丝喷头与卷搓装置隔距为0.1cm至100cm，卷搓装置转速为1rpm至100000rpm。
本发明一种微纳米纤维空心管及其制备工艺的有益效果是，将通过纺丝工艺制备的微纳米纤维膜结合卷搓工艺和选择性溶解工艺制得微纳米纤维空心管，实现了工艺参数灵活调控和低技术门槛。
采用卷绕滚筒收集，可保证微纳米纤维在高速旋转作用下沿同一方向取向排列；采用横向平行卷搓方式制备微纳米纤维实心圆柱体，可随时调控圆柱体直径，从而调控空心管管壁和内径；采用选择性溶解工艺，可确保芯层微纳米纤维被完全去除而不影响皮层微纳米纤维，保证空心管结构稳定、完整。综上，滚筒收集和横向平行卷搓方式，可以生产纤维高度取向、管壁和内径以及长度灵活可变、内外双层结构分明的微纳米纤维圆柱体，选择性溶解工艺能够高效去除芯层微纳米纤维而不改变皮层微纳米纤维空心管壁的结构形态。本发明制得的微纳米纤维空心管纤维取向度和直径可调，空心管管壁、口径和长度灵活多变。
附图说明
图1为本申请所提供的微纳米纤维空心管的工艺流程示意图。
图2为本申请所提供的不同口径微纳米纤维空心管的纵向实物照片。
图3为本申请所提供的不同口径微纳米纤维空心管的横向实物照片。
图4为本申请所提供的的微纳米纤维空心管表面形态的电镜照片。
图5为本申请所提供的的不同口径微纳米纤维空心管拉伸断裂强力-伸长率曲线图。
实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做详细说明。
一种微纳米纤维空心管，是将由A聚合物制备的纺丝前驱体制成的芯层微纳米纤维膜，以及由B聚合物制备的纺丝前驱体制成的皮层微纳米纤维膜，通过卷搓装置卷搓收集制备成皮芯结构的双层微纳米纤维圆柱体后，经选择性溶解工艺完全溶解芯层微纳米纤维后制备而成；其中，通过随时调控卷搓装置对皮层微纳米纤维膜及芯层微纳米纤维膜的卷搓收集量，可随时调控所述微纳米纤维圆柱体的直径，从而调控微纳米纤维空心管的管壁厚度和内径。
上述的微纳米纤维空心管，所述A聚合物包括聚乙烯醇、聚乙二醇、聚丙烯酰胺、聚丙烯吡咯烷酮及其他常用纺丝高分子聚合物。
上述的微纳米纤维空心管，所述B聚合物包括聚乙交酯-丙交酯、聚丙交酯-乙交酯、聚乳酸、聚乙醇酸溶液、聚己内酯、聚对二氧环已酮、聚羟基脂肪酸酯、聚丁二酸丁二醇酯及其他常用纺丝高分子聚合物。
上述的微纳米纤维空心管，所述卷搓装置包括卷绕滚筒，及用于驱动卷绕滚筒运行的驱动电机；所述芯层微纳米纤维膜或皮层微纳米纤维膜的厚度为1μm至10cm，宽度为1μm至100cm。
实施例
上述的微纳米纤维空心管的制备工艺，包括以下步骤：
（1）、配制由A聚合物制备的纺丝前驱体，制备微纳米纤维膜，然后采用卷搓工艺获得芯层微纳米纤维圆柱体；
（2）、配制由B聚合物制备的纺丝前驱体，制备微纳米纤维膜，然后基于步骤（1）所得的芯层微纳米纤维圆柱体，采用卷搓装置获得皮芯结构的双层微纳米纤维圆柱体；
（3）、将步骤（2）所得的双层微纳米纤维圆柱体进行选择性溶解工艺处理，将芯层微纳米纤维完全溶解，获得只保留皮层微纳米纤维的中空管，即为微纳米纤维空心管。
上述的微纳米纤维空心管的制备工艺，所述步骤（1）中，是将静电纺丝得到的微纳米纤维以取向度可控的形式收集在卷搓装置上，形成具有一定厚度和宽度的微纳米纤维膜，然后沿着卷搓装置的轴向将微纳米纤维膜平行卷搓聚集成线型圆环放置在接收滚筒一侧备用。
上述的微纳米纤维空心管的制备工艺，所述步骤（2）中，是将静电纺丝得到的微纳米纤维再次以取向度可控的形式收集在卷搓装置上，形成具有一定厚度和宽度的微纳米纤维膜，以步骤（1）所制的芯层微纳米纤维圆柱体为模具基体，然后沿卷搓装置的轴向将步骤（2）制得的微纳米纤维膜平行卷搓包裹在芯层微纳米纤维圆柱体之外，进而获得皮芯结构的双层微纳米纤维圆柱体。
上述的微纳米纤维空心管的制备工艺，所述步骤（3）中，选择性溶解工艺为：将双层微纳米纤维圆柱体浸泡在水、无水乙醇或其他只溶解芯层微纳米纤维的溶剂或溶液中，浸泡时间为1s至1年，亦可采用加热的方式促进其溶解。
上述的微纳米纤维空心管的制备工艺，所述步骤（1）中，微纳米纤维膜是通过静电纺丝工艺制得；所述A聚合物制备的纺丝前驱体包括聚乙烯醇溶液、聚乙二醇溶液、聚丙烯酰胺溶液、聚丙烯吡咯烷酮溶液及其他常用静电纺丝高分子聚合物材料溶液；所述步骤（2）中，微纳米纤维膜是通过静电纺丝工艺制得；所述B聚合物制备的纺丝前驱体包括聚乙交酯-丙交酯溶液、聚丙交酯-乙交酯溶液、聚乳酸溶液、聚乙醇酸溶液、聚己内酯溶液、聚对二氧环已酮溶液、聚羟基脂肪酸酯溶液、聚丁二酸丁二醇酯溶液及其他常用静电纺丝高分子聚合物溶液。
上述的微纳米纤维空心管的制备工艺，静电纺丝喷头的结构为针式喷头或者无针式喷头；所述针式喷头为单针或者多针组合式，为单轴、同轴或者多通道组合式；所述无针式喷头为金属丝、狭缝式、圆环式、圆柱式、圆盘式、球形中的一种或者多种组合；静电纺丝外加电压为-100 kV，纺丝液挤出速度为0.1μL/h，纺丝喷头与卷搓装置隔距为0.1cm，卷搓装置转速为1rpm。
实施例
上述的微纳米纤维空心管的制备工艺，包括以下步骤：
（1）、配制由A聚合物制备的纺丝前驱体，制备微纳米纤维膜，然后采用卷搓工艺获得芯层微纳米纤维圆柱体；
（2）、配制由B聚合物制备的纺丝前驱体，制备微纳米纤维膜，然后基于步骤（1）所得的芯层微纳米纤维圆柱体，采用卷搓装置获得皮芯结构的双层微纳米纤维圆柱体；
（3）、将步骤（2）所得的双层微纳米纤维圆柱体进行选择性溶解工艺处理，将芯层微纳米纤维完全溶解，获得只保留皮层微纳米纤维的中空管，即为微纳米纤维空心管。
上述的微纳米纤维空心管的制备工艺，所述步骤（1）中，是将静电纺丝得到的微纳米纤维以取向度可控的形式收集在卷搓装置上，形成具有一定厚度和宽度的微纳米纤维膜，然后沿着卷搓装置的轴向将微纳米纤维膜平行卷搓聚集成线型圆环放置在接收滚筒一侧备用。
上述的微纳米纤维空心管的制备工艺，所述步骤（2）中，是将静电纺丝得到的微纳米纤维再次以取向度可控的形式收集在卷搓装置上，形成具有一定厚度和宽度的微纳米纤维膜，以步骤（1）所制的芯层微纳米纤维圆柱体为模具基体，然后沿卷搓装置的轴向将步骤（2）制得的微纳米纤维膜平行卷搓包裹在芯层微纳米纤维圆柱体之外，进而获得皮芯结构的双层微纳米纤维圆柱体。
上述的微纳米纤维空心管的制备工艺，所述步骤（3）中，选择性溶解工艺为：将双层微纳米纤维圆柱体浸泡在水、无水乙醇或其他只溶解芯层微纳米纤维的溶剂或溶液中，浸泡时间为1s至1年，亦可采用加热的方式促进其溶解。
上述的微纳米纤维空心管的制备工艺，所述步骤（1）中，微纳米纤维膜是通过静电纺丝工艺制得；所述A聚合物制备的纺丝前驱体包括聚乙烯醇溶液、聚乙二醇溶液、聚丙烯酰胺溶液、聚丙烯吡咯烷酮溶液及其他常用静电纺丝高分子聚合物材料溶液；所述步骤（2）中，微纳米纤维膜是通过静电纺丝工艺制得；所述B聚合物制备的纺丝前驱体包括聚乙交酯-丙交酯溶液、聚丙交酯-乙交酯溶液、聚乳酸溶液、聚乙醇酸溶液、聚己内酯溶液、聚对二氧环已酮溶液、聚羟基脂肪酸酯溶液、聚丁二酸丁二醇酯溶液及其他常用静电纺丝高分子聚合物溶液。
上述的微纳米纤维空心管的制备工艺，静电纺丝喷头的结构为针式喷头或者无针式喷头；所述针式喷头为单针或者多针组合式，为单轴、同轴或者多通道组合式；所述无针式喷头为金属丝、狭缝式、圆环式、圆柱式、圆盘式、球形中的一种或者多种组合；静电纺丝外加电压为50 kV，纺丝液挤出速度为7mL/h，纺丝喷头与卷搓装置隔距为50cm，卷搓装置转速为8000rpm。
实施例
上述的微纳米纤维空心管的制备工艺，包括以下步骤：
（1）、配制由A聚合物制备的纺丝前驱体，制备微纳米纤维膜，然后采用卷搓工艺获得芯层微纳米纤维圆柱体；
（2）、配制由B聚合物制备的纺丝前驱体，制备微纳米纤维膜，然后基于步骤（1）所得的芯层微纳米纤维圆柱体，采用卷搓装置获得皮芯结构的双层微纳米纤维圆柱体；
（3）、将步骤（2）所得的双层微纳米纤维圆柱体进行选择性溶解工艺处理，将芯层微纳米纤维完全溶解，获得只保留皮层微纳米纤维的中空管，即为微纳米纤维空心管。
上述的微纳米纤维空心管的制备工艺，所述步骤（1）中，是将静电纺丝得到的微纳米纤维以取向度可控的形式收集在卷搓装置上，形成具有一定厚度和宽度的微纳米纤维膜，然后沿着卷搓装置的轴向将微纳米纤维膜平行卷搓聚集成线型圆环放置在接收滚筒一侧备用。
上述的微纳米纤维空心管的制备工艺，所述步骤（2）中，是将静电纺丝得到的微纳米纤维再次以取向度可控的形式收集在卷搓装置上，形成具有一定厚度和宽度的微纳米纤维膜，以步骤（1）所制的芯层微纳米纤维圆柱体为模具基体，然后沿卷搓装置的轴向将步骤（2）制得的微纳米纤维膜平行卷搓包裹在芯层微纳米纤维圆柱体之外，进而获得皮芯结构的双层微纳米纤维圆柱体。
上述的微纳米纤维空心管的制备工艺，所述步骤（3）中，选择性溶解工艺为：将双层微纳米纤维圆柱体浸泡在水、无水乙醇或其他只溶解芯层微纳米纤维的溶剂或溶液中，浸泡时间为1s至1年，亦可采用加热的方式促进其溶解。
上述的微纳米纤维空心管的制备工艺，所述步骤（1）中，微纳米纤维膜是通过静电纺丝工艺制得；所述A聚合物制备的纺丝前驱体包括聚乙烯醇溶液、聚乙二醇溶液、聚丙烯酰胺溶液、聚丙烯吡咯烷酮溶液及其他常用静电纺丝高分子聚合物材料溶液；所述步骤（2）中，微纳米纤维膜是通过静电纺丝工艺制得；所述B聚合物制备的纺丝前驱体包括聚乙交酯-丙交酯溶液、聚丙交酯-乙交酯溶液、聚乳酸溶液、聚乙醇酸溶液、聚己内酯溶液、聚对二氧环已酮溶液、聚羟基脂肪酸酯溶液、聚丁二酸丁二醇酯溶液及其他常用静电纺丝高分子聚合物溶液。
上述的微纳米纤维空心管的制备工艺，静电纺丝喷头的结构为针式喷头或者无针式喷头；所述针式喷头为单针或者多针组合式，为单轴、同轴或者多通道组合式；所述无针式喷头为金属丝、狭缝式、圆环式、圆柱式、圆盘式、球形中的一种或者多种组合；静电纺丝外加电压为100 kV，纺丝液挤出速度为10 mL/h，纺丝喷头与卷搓装置隔距为100cm，卷搓装置转速为100000rpm。
实施例
本实施例与实施例1相同之处不再赘述，其不同之处在于：
下面采用聚丙交酯-己内酯（PLCL）与六氟异丙醇所配置的外层纺丝液和聚乙烯醇（PVA）与去离子水配置的内层纺丝液为例，进行纺纱，如图1所示，包括以下步骤：（1）将PLCL溶于六氟异丙醇中，经过搅拌、溶解、静置配制得到浓度为13%的外层纺丝液，将PVA混入去离子水中，经过90℃加热搅拌、溶解、静置后，配成得到浓度为15%的内层纺丝液；（2）将PVA纺丝液装入注射器中，注射器推进速率为0.4mL/h，外加电压设置为+18kV，卷绕滚筒转速设为2000rpm；（3）将PVA纳米纤维收集为具有一定厚度的PVA纳米纤维膜；（4）沿接收滚筒的轴向将纳米纤维膜平行卷搓形成圆环状实心圆柱体，静置于滚筒一侧备用；（5）将PLCL纺丝液装入注射器中，注射器推进速率为0.8mL/h，外加电压设置为+18kV，卷绕滚筒转速设为2000rpm；（6）将PLCL纳米纤维收集为具有一定厚度的PLCL纳米纤维膜；（7）以PVA纳米纤维实心圆柱体为模具基体，沿接收滚筒的轴向将PLCL纳米纤维膜平行卷搓包裹在PVA纳米纤维实心圆柱之外形成双层纳米纤维实心圆柱体；（8）将双层纳米纤维实心圆柱体切割取下，冷冻干燥一段时间后，完全浸没于60°C热水中，浸泡时间为2h，，得到PLCL纳米纤维空心管。图2和图3分别展示了纳米纤维空心管的纵向和横向实物照片。图4展示了纳米纤维空心管横向的SEM图片，分别随机计算100根纳米纤维直径和取向度，得到纳米纤维直径为384.6±86.2nm，取向度为90±5°。图5展示了两种口径的纳米纤维空心管的拉伸断裂强力-伸长率曲线，分别取5组平行样测试其力学性能，得到口径较大的纳米纤维空心管1平均断裂强力为5.2±0.29N，断裂强度为36.8±9.4MPa，杨氏模量为431.3±59.3MPa，口径较小的纳米纤维空心管2平均断裂强力为4.7±0.3N，断裂强度35.2±7.3MPa，为杨氏模量为360.3±62.3MPa。
实施例
本实施例与实施例1相同之处不再赘述，其不同之处在于：上述的微纳米纤维空心管的制备工艺，所述步骤（1）或步骤（2）中，亦可采用聚合物熔体进行纺丝。
当然，上述说明并非对本发明的限制，本发明也并不局限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种微纳米纤维空心管，其特征在于：是将由A聚合物制备的纺丝前驱体制成的芯层微纳米纤维膜，以及由B聚合物制备的纺丝前驱体制成的皮层微纳米纤维膜，通过卷搓装置卷搓收集制备成皮芯结构的双层微纳米纤维圆柱体后，经选择性溶解工艺完全溶解芯层微纳米纤维后制备而成；其中，通过随时调控卷搓装置对皮层微纳米纤维膜及芯层微纳米纤维膜的卷搓收集量，可随时调控所述微纳米纤维圆柱体的直径，从而调控微纳米纤维空心管的管壁厚度和内径。
2.根据权利要求1所述的微纳米纤维空心管，其特征是，所述A聚合物包括聚乙烯醇、聚乙二醇、聚丙烯酰胺、聚丙烯吡咯烷酮及其他常用纺丝高分子聚合物。
3.根据权利要求2所述的微纳米纤维空心管，其特征是，所述B聚合物包括聚乙交酯-丙交酯、聚丙交酯-乙交酯、聚乳酸、聚乙醇酸溶液、聚己内酯、聚对二氧环已酮、聚羟基脂肪酸酯、聚丁二酸丁二醇酯及其他常用纺丝高分子聚合物。
4.根据权利要求3所述的微纳米纤维空心管，其特征是，所述卷搓装置包括卷绕滚筒，及用于驱动卷绕滚筒运行的驱动电机；所述芯层微纳米纤维膜或皮层微纳米纤维膜的厚度为1μm至10 cm，宽度为1μm至100 cm。
5.一种如权利要求1-4任一项所述的微纳米纤维空心管的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：
（1）、配制由A聚合物制备的纺丝前驱体，制备微纳米纤维膜，然后采用卷搓工艺获得芯层微纳米纤维圆柱体；
（2）、配制由B聚合物制备的纺丝前驱体，制备微纳米纤维膜，然后基于步骤（1）所得的芯层微纳米纤维圆柱体，采用卷搓装置获得皮芯结构的双层微纳米纤维圆柱体；
（3）、将步骤（2）所得的双层微纳米纤维圆柱体进行选择性溶解工艺处理，将芯层微纳米纤维完全溶解，获得只保留皮层微纳米纤维的中空管，即为微纳米纤维空心管。
6.根据权利要求5所述的微纳米纤维空心管的制备工艺，其特征是，所述步骤（1）中，是将静电纺丝得到的微纳米纤维以取向度可控的形式收集在卷搓装置上，形成具有一定厚度和宽度的微纳米纤维膜，然后沿着卷搓装置的轴向将微纳米纤维膜平行卷搓聚集成线型圆环放置在接收滚筒一侧备用。
7.根据权利要求6所述的微纳米纤维空心管的制备工艺，其特征是，所述步骤（2）中，是将静电纺丝得到的微纳米纤维再次以取向度可控的形式收集在卷搓装置上，形成具有一定厚度和宽度的微纳米纤维膜，以步骤（1）所制的芯层微纳米纤维圆柱体为模具基体，然后沿卷搓装置的轴向将步骤（2）制得的微纳米纤维膜平行卷搓包裹在芯层微纳米纤维圆柱体之外，进而获得皮芯结构的双层微纳米纤维圆柱体。
8.根据权利要求7所述的微纳米纤维空心管的制备工艺，其特征是，所述步骤（3）中，选择性溶解工艺为：将双层微纳米纤维圆柱体浸泡在水、无水乙醇或其他只溶解芯层微纳米纤维的溶剂或溶液中，浸泡时间为1s至1年，亦可采用加热的方式促进其溶解。
9.根据权利要求8所述的微纳米纤维空心管的制备工艺，其特征是，所述步骤（1）中，微纳米纤维膜是通过静电纺丝工艺制得，所述A聚合物制备的纺丝前驱体包括聚乙烯醇溶液、聚乙二醇溶液、聚丙烯酰胺溶液、聚丙烯吡咯烷酮溶液及其他常用静电纺丝高分子聚合物材料溶液；所述步骤（2）中，微纳米纤维膜是通过静电纺丝工艺制得；所述B聚合物制备的纺丝前驱体包括聚乙交酯-丙交酯溶液、聚丙交酯-乙交酯溶液、聚乳酸溶液、聚乙醇酸溶液、聚己内酯溶液、聚对二氧环已酮溶液、聚羟基脂肪酸酯溶液、聚丁二酸丁二醇酯溶液及其他常用静电纺丝高分子聚合物溶液。
10.根据权利要求9所述的微纳米纤维空心管的制备工艺，其特征是，静电纺丝喷头的结构为针式喷头或者无针式喷头；所述针式喷头为单针或者多针组合式，为单轴、同轴或者多通道组合式；所述无针式喷头为金属丝、狭缝式、圆环式、圆柱式、圆盘式、球形中的一种或者多种组合；静电纺丝外加电压为-100 kV至+100 kV，纺丝液挤出速度为0.1μL/h至10mL/h，纺丝喷头与卷搓装置隔距为0.1cm至100cm，卷搓装置转速为1rpm至100000rpm。
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| CN202311190608.0A CN117183469A (zh) | 2023-09-15 | 2023-09-15 | 一种微纳米纤维空心管及其制备工艺 |
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2023
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