專利名稱：一種靜電紡絲設備及由其制備一維有序PAMPS/PNIPAAm微納米纖維的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種靜電紡絲設備及由其制備一維有序微納米纖維的方法。
技術背景
一維納米材料，如納米管、納米棒、納米線和納米纖維等，由于其獨特的光、電、磁 等性質，是近年來科學研究的熱門，特別是具有一定有序的一維納米線被認為能應用于納 電子器件領域。在制備一維納米材料的方法中，靜電紡絲技術被認為是最簡單、最經濟有效 的方法之一。
靜電紡絲技術始于上個世紀30年代，是制備納米纖維的主要方法之一。由于操作 工藝的簡便性以及較廣泛的適用性，近年來引起了人們越來越高的重視。由于靜電紡絲制 備出的納米纖維有著特殊的電學、磁學以及光學等方面的性質，因而在醫(yī)藥、工業(yè)、國防等 方面具有巨大的應用潛力。到目前為止，人們已經成功的將許多材料，例如碳、陶瓷、聚合物 等有機、無機、生物材料制成了相應的納米纖維。然而，傳統(tǒng)靜電紡絲裝置收集到的一維納 米纖維往往是無規(guī)則排列的，制作一維有序納米纖維仍然存在很大難度。
目前已有的文獻報道了幾種典型的靜電紡絲制備一維定向有序納米纖 會佳的 Tj 夕去。轉車由 =Matthews ^ (J A Matthews, G E ffnek. Electrospinning of collagennanofibers [J]. Biomacromolecules, 2002, 3 :232-238.《生物大分子》期刊上刊 登的電紡法制備膠原纖維)借鑒傳統(tǒng)紡織工藝的方法，在電紡裝置中用一轉速可調的轉軸 作為接收極，落下的纖維纏繞在轉軸上，當轉速合適時可以得到平行于轉速方向的纖維。通 過這種方法，他們制備了有序的膠原質纖維，但排列效果不是太好。平行電極法Li等人 (D Li, Y L Wang,Y N Xia. Electrospinning of polymeric and ceramic nanofibers as uniaxially alignedarrays [J]. Nano Letters, 2003, 3 :1167-1171.《納米快報》上刊登的 電紡法制備有序高分子和陶瓷納米纖維)將兩個電極平行放置，纖維在下落過程中受到靜 電力的作用，被拉直在垂直于電極的方向沉積，最終搭載在兩個電極之間。這種方法所得 的纖維排列程度有很大提高，排列纖維面積也有很大增加，是一種簡單而行之有效的方法。 轉盤法Theron 等(A Theren, E Zussman, A L，Yarin. Electrostatic field-assisted alignment of electrospunnanof ibers [J]. Nanotechnology, 2001,12 :384_390o 電場輔助 法制備有序電紡納米纖維，《納米科技》)為了制備少量平行度很高的排列纖維，將接收裝置 改為轉盤。轉盤的厚度為5mm，在電紡過程中，纖維會纏繞在轉盤上。轉盤作為負極改變了 平板電極時的電場分布。他們將排列的原因歸結于電場分布的改變。這種方法的局限性是 制備的排列纖維的面積比較小，而且纖維排列控制有限。
2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)，是制備吸水性聚合物的重要原料。其分子 式為=C7H13 NSO4，它是一種帶有磺酸基團的乙烯基單體，具有良好的絡合性、吸附性、生物活 性、水解穩(wěn)定性，可用于共聚或均聚，其均聚物具有良好的熱穩(wěn)定性，分解溫度可達210°C， 而其鈉鹽均聚物的分解溫度可高達3^°C?？蓮V泛應用于水處理、合成纖維、印染、塑料、吸水涂料、造紙等諸多領域。由于其結構中含有強親水的磺酸基(-SO3H)故其均聚物以PAMPS 具有很高的吸水能力和溶脹比，同時磺酸基和酰胺基的存在決定了 PAMPS具有pH敏感性。 N-異丙基丙烯酰胺(NIPAAm)，其分子式為=C6H11NO,結構中含有極性酰胺基團和疏水性異 丙基側基；其均聚物PNPIAAm的體積相變具有溫度敏感性，是典型的溫敏性材料，具有較低 的最低臨界共溶溫度(LCST)，為32. 5°C。NIPAAm可被應用于藥物輸送、生物活性分子分離、 催化反應等領域。然而，目前還沒有將PAMPS和PNPIAAm結合應用于制備得到一維纖維的 研究報道。發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種靜電紡絲設備及由其制備一維有序PAMPS/PNIPAAm微 納米纖維的制備方法，解決了現(xiàn)有靜電紡絲設備無法得到大面積一維有序微納米纖維，得 到了一維有序的PAMPS/PNIPAAm微納米纖維，PAMPS/PNIPAAm微納米纖維能應用于在納電 子、化學傳感器、組織工程支架及生物醫(yī)藥等領域。
本發(fā)明的一種靜電紡絲設備，包括高壓電源、接收裝置、推進泵、注射器和噴頭，其 中接收裝置由鋁箔和平行設置在鋁箔接收表面的石英玻璃接收片組成，鋁箔表面垂直于噴 頭的噴絲方向，注射器固定在推進泵上，注射器與噴頭連通，噴頭的內徑為0. 55mm，噴頭與 高壓電源的正極通過電線連接，接收裝置與高壓電源的負極通過電線連接。
本發(fā)明的靜電紡絲設備中所述噴頭為內徑為0. 55mm的平頭針頭。
本發(fā)明的靜電紡絲設備中所述石英玻璃接收片采用絕緣膠帶將其平行粘貼在鋁 箔上形成接收裝置。
本發(fā)明的靜電紡絲設備中所述石英玻璃接收片的厚度為1.0mm，所述石英玻璃接 收片的中心位置位于噴頭的噴絲方向上。
本發(fā)明的靜電紡絲設備中所述石英玻璃接收片的規(guī)格為 25. 4mmX 76. 2mmX 1. Omm0
由本發(fā)明的靜電紡絲設備制備一維有序PAMPS/PNIPAAm微納米纖維的方法是通 過以下步驟實現(xiàn)的一、配置電紡液將聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(PAMPS)的N，N- 二 甲基甲酰胺(DMF)溶液和聚N-異丙基丙烯酰胺(PNIPAAm)的N，N-二甲基甲酰胺(DMF)溶 液混合，再加入N，N-二甲基甲酰胺(DMF)，配制成聚合物的質量濃度為7% 14%的電紡 液，所述聚合物是聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和聚N-異丙基丙烯酰胺，控制電紡液中 聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(PAMPS)和聚N-異丙基丙烯酰胺(PNIPAAm)的質量比為 1 0.4 4;二、將石英玻璃接收片在去離子水中超聲處理10 30min，然后再將石英玻璃 接收片在質量分數(shù)不低于99. 7%的無水乙醇中搖擺洗滌5 15min，再將石英玻璃接收片 在烘箱中烘干，然后再將石英玻璃接收片設置在鋁箔表面，然后將步驟一制備的電紡液注 入注射器中，再將注射器固定在推進泵上；三、設置靜電紡絲參數(shù)為電壓U= 10 20kV， 推進速率R = 0.005 0.015 μ L/min，噴頭到石英玻璃接收片的距離L = 10 20cm，啟動 靜電紡絲設備，進行靜電紡絲，即在石英玻璃接收片上得到一維有序PAMPS/POTPAAm微納 米纖維。
由本發(fā)明的靜電紡絲設備制備的一維PAMPS/PNIPAAm微納米纖維，其中一維 PAMPS/PNIPAAm微納米纖維中聚2-丙烯酰胺_2_甲基丙磺酸(PAMPS)和聚N-異丙基丙烯酰胺(PNIPAAm)的質量比為1 0. 4 4，直徑為230 240nm。
本發(fā)明的靜電紡絲設備簡單，以石英玻璃片做接收片，很容易地實現(xiàn)了大面積一 維有序纖維的制備。石英玻璃片的設置，改變了原來鋁箔接收板上的電場分布，使得接收的 纖維排列的有序性提高，得到了一維有序纖維。而且得到的一維有序纖維的面積大小依石 英玻璃接收片的面積大小而定，石英玻璃接收片的面積大，得到的一維有序纖維的面積就 大。
采用本發(fā)明的靜電紡絲設備紡絲得到的一維PAMPS/PNIPAAm微納米纖維，定向有 序排列，直徑分布均勻，為230 240nm。
本發(fā)明通過不斷的實驗，得到了 PAMPS/PNIPAAm體系的靜電紡絲的可紡條件，并 通過改進接收裝置，得到有序排列的一維PAMPS/PNIPAAm微納米纖維。能應用于在納電子、 化學傳感器、組織工程支架及生物醫(yī)藥等領域。


圖1是本發(fā)明的靜電紡絲設備的結構示意圖；圖2是具體實施方式
十五中所述的2-丙烯酰胺-2甲基丙磺酸(AMPS)的紅外譜圖；圖3是具體實施方式
十五中所述聚2-丙烯酰胺-2甲基丙磺酸(PAMPS)的紅外譜圖；圖4是具體實施方式
十五中所述的N-異丙基丙烯酰胺的紅外譜圖； 圖5是具體實施方式
十五中所述的聚N-異丙基丙烯酰胺(POTPAAm)的紅外譜圖； 圖6是具體實施方式
十五得到一維有序PAMPS/POTPAAm微納米纖維放大5000倍 的掃描電子顯微照片；圖7是具體實施方式
十五得到一維有序PAMPS/POTPAAm微納米纖維放大20000倍 的掃描電子顯微照片；圖8是具體實施方式
十六的對比實施例的靜電紡絲設備的結構示意圖； 圖9是具體實施方式
十六得到的PAMPS/POTPAAm微納米纖維放大5000倍的掃描 電子顯微照片。
具體實施方式
本發(fā)明技術方案不局限于以下所列舉具體實施方式
，還包括各具體實施方式
間的 任意組合。
具體實施方式
一結合附圖1，說明本實施方式的靜電紡絲設備，其包括高壓電源 1、接收裝置2、推進泵3、注射器4和噴頭5，其中接收裝置2由鋁箔2-1和平行設置在鋁箔 接收表面的石英玻璃接收片2-2組成，鋁箔2-1表面垂直于噴頭5的噴絲方向，注射器4固 定在推進泵3上，注射器4與噴頭5連通，噴頭5的內徑為0. 55mm,噴頭5與高壓電源1的 正極通過電線連接，接收裝置2與高壓電源1的負極通過電線連接。
本實施方式的靜電紡絲設備簡單，以石英玻璃片做接收片，很容易地實現(xiàn)了大面 積一維有序纖維的制備。石英玻璃片的設置，改變了原來鋁箔接收板上的電場分布，使得接 收的纖維排列的有序性提高，得到了一維有序纖維。而且得到的一維有序纖維的面積大小依石英玻璃接收片的面積大小而定，石英玻璃接收片的面積大，得到的一維有序纖維的面 積就大。
本實施方式中所述石英玻璃接收片2-2的面積可以與鋁箔2-1的面積相同，也可 以小于鋁箔2-1的面積。
具體實施方式
二 本實施方式與具體實施方式
一不同的是靜電紡絲設備中所述石 英玻璃接收片2-2通過絕緣膠帶平行粘貼在鋁箔2-1上形成接收裝置2。其它組成及連接 關系與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三本實施方式與具體實施方式
一或二不同的是所述石英玻璃接收 片2-2的中心位置位于噴頭5的噴絲方向上。其它組成及連接關系與具體實施方式
一或二 相同。
具體實施方式
四本實施方式與具體實施方式
一、二或三不同的是所述石英玻璃 接收片2-2的厚度不大于1. 0mm。其它組成及連接關系與具體實施方式
一、二或三相同。
具體實施方式
五本實施方式與具體實施方式
一至四之一不同的是所述石英玻璃 接收片2-2的規(guī)格為25. 4mmX 76. 2mmX 1. 0mm。其它組成及連接關系與具體實施方式
一至 四之一相同。
具體實施方式
六本實施方式與具體實施方式
一至五之一不同的是所述噴頭5為 內徑為0. 55mm的平頭針頭。其它組成及連接關系與具體實施方式
一至五之一相同。
具體實施方式
七本實施方式與具體實施方式
一至六之一不同的是所述注射器4 是容積為IOmL的一次性注射器。其它組成及連接關系與具體實施方式
一至六之一相同。
具體實施方式
八本實施方式為由具體實施方式
一所述的靜電紡絲設備制備一維 有序PAMPS/POTPAAm微納米纖維的方法，結合附圖1說明，由靜電紡絲設備制備一維有序 PAMPS/PNIPAAm微納米纖維的方法是通過以下步驟實現(xiàn)的一、配置電紡液將聚2-丙烯 酰胺-2-甲基丙磺酸(PAMPS)的N，N-二甲基甲酰胺(DMF)溶液和聚N-異丙基丙烯酰胺 (PNIPAAm)的N，N- 二甲基甲酰胺(DMF)溶液混合，再加入N，N- 二甲基甲酰胺(DMF)，配制 成聚合物的質量濃度為7% 14%的電紡液，所述聚合物是聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸 和聚N-異丙基丙烯酰胺，控制電紡液中聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(PAMPS)和聚N-異 丙基丙烯酰胺(PNIPAAm)的質量比為1 0. 4 4 ；二、將石英玻璃接收片2_2在去離子水 中超聲處理10 30min，然后再將石英玻璃接收片2_2在質量分數(shù)不低于99. 7 %的無水 乙醇中搖擺洗滌5 15min，再將石英玻璃接收片2_2在烘箱中烘干，然后再將石英玻璃接 收片2-2設置在鋁箔2-1表面，然后將步驟一制備的電紡液注入注射器4中，再將注射器4 固定在推進泵3上；三、設置靜電紡絲參數(shù)為電壓U= 10 20kV，推進速率R = O. 005 0. 015 μ L/min,噴頭5到石英玻璃接收片2_2的距離L = 10 20cm，啟動靜電紡絲設備，進 行靜電紡絲，即在石英玻璃接收片上得到一維有序PAMPS/PNIPAAm微納米纖維。
本實施方式步驟一中的PAMPS的DMF溶液和PNIPAAm的DMF溶液均采用現(xiàn)有公開 的制備方法制備得到。
由本發(fā)明的靜電紡絲設備制備的一維PAMPS/PNIPAAm微納米纖維，其中一維 PAMPS/PNIPAAm微納米纖維中聚2-丙烯酰胺_2_甲基丙磺酸(PAMPS)和聚N-異丙基丙烯 酰胺(PNIPAAm)的質量比為1 0. 4 4，直徑為230 240nm。
采用具體實施方式
一所述的靜電紡絲設備電紡得到的一維PAMPS/PNIPAAm微納米纖維，定向有序排列，直徑分布均勻，為230 240nm。
本實施方式通過不斷的實驗，得到了 PAMPS/PNIPAAm體系的靜電紡絲的可紡條 件，并通過改進接收裝置，得到有序排列的一維PAMPS/PNIPAAm微納米纖維。能應用于在納 電子、化學傳感器、組織工程支架及生物醫(yī)藥等領域。
具體實施方式
九本實施方式與具體實施方式
八不同的是步驟一中配制成聚合物 的質量濃度為8% 10%的電紡液，所述聚合物是聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和聚N-異 丙基丙烯酰胺，控制電紡液中聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(PAMPS)和聚N-異丙基丙烯 酰胺(PNIPAAm)的質量比為1 2 3. 8。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
八相同。
具體實施方式
十本實施方式與具體實施方式
八不同的是步驟一中配制成聚合物 的質量濃度為9. 2%的電紡液，所述聚合物是聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和聚N-異丙基 丙烯酰胺，控制電紡液中聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(PAMPS)和聚N-異丙基丙烯酰胺 (PNIPAAm)的質量比為1 3.7。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
八相同。
具體實施方式
十一本實施方式與具體實施方式
八、九或十不同的是步驟二中再 將石英玻璃接收片2-2在50 60°C的烘箱中烘干。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
八、九 或十相同。
具體實施方式
十二:本實施方式與具體實施方式
八至十一之一不同的是步驟三中設 置靜電紡絲參數(shù)為電壓U = 10 15kV，推進速率R = O. 005 0. 01 μ L/min,噴頭5到石英玻 璃接收片2-2的距離L = 10 15cm。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
八至十一之一相同。
具體實施方式
十三本實施方式與具體實施方式
八至十一之一不同的是步驟三中 設置靜電紡絲參數(shù)為電壓U = IOkV,推進速率R = O. 005 μ L/min,噴頭5到石英玻璃接收 片2-2的距離L = 10cm。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
八至十一之一相同。
具體實施方式
十四本實施方式為靜電紡絲設備，靜電紡絲設備，其包括高壓電源 1、接收裝置2、推進泵3、容積為IOmL的一次性注射器4和平頭針頭5，其中接收裝置2由鋁 箔2-1和平行設置在鋁箔接收表面的石英玻璃接收片2-2組成，鋁箔2-1表面垂直于平頭 針頭5的噴絲方向，容積為IOmL的一次性注射器4固定在推進泵3上，注射器4與平頭針 頭5連通，平頭針頭5的內徑為0. 55mm，平頭針頭5與高壓電源1的正極通過電線連接，接 收裝置2與高壓電源1的負極通過電線連接。所述石英玻璃接收片2-2的中心位置位于平 頭針頭5的噴絲方向上，所述石英玻璃接收片2-2的規(guī)格為25. 4mmX 76. 2mmX 1. 0mm，所述 石英玻璃接收片2-2通過絕緣膠帶平行粘貼在鋁箔2-1上形成接收裝置2。
具體實施方式
十五本實施方式為由具體實施方式
十四的靜電紡絲設備制備一維 有序PAMPS/PNIPAAm微納米纖維的方法，其是通過以下步驟實現(xiàn)的一、配置電紡液將聚 2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(PAMPS)的N，N-二甲基甲酰胺(DMF)溶液和聚N-異丙基丙烯 酰胺(PNIPAAm)的N，N-二甲基甲酰胺(DMF)溶液混合，再加入N，N-二甲基甲酰胺(DMF)， 配制成聚合物的質量濃度為9. 2%的電紡液，所述聚合物是聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸 和聚N-異丙基丙烯酰胺，控制電紡液中聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(PAMPS)和聚N-異 丙基丙烯酰胺(PNIPAAm)的質量比為1 3. 7 ；二、將石英玻璃接收片2_2在去離子水中超 聲處理lOmin，然后再將石英玻璃接收片2-2在質量分數(shù)不低于99. 7%的無水乙醇中搖擺 洗滌5min，再將石英玻璃接收片2-2在50°C的烘箱中烘干，然后再將石英玻璃接收片2_2 設置在鋁箔2-1表面，然后將步驟一制備的電紡液注入注射器4中，再將注射器4固定在推進泵3上；三、設置靜電紡絲參數(shù)為電壓U = 10V，推進速率R = 0. 005μ L/min，噴頭5到 石英玻璃接收片2-2的距離L = 10cm，啟動靜電紡絲設備，進行靜電紡絲，即在石英玻璃接 收片上得到一維有序PAMPS/POTPAAm微納米纖維。
本實施方式步驟一中聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(PAMPS)的N，N- 二甲基甲 酰胺(DMF)溶液的制備方法是通過以下步驟實現(xiàn)的將17.031g 2-丙烯酰胺-2甲基丙磺 酸(AMPQ溶解于40.623g N, N-二甲基甲酰胺(DMF)溶劑中，完全溶解后，向溶液中加入 0. 190g偶氮二異丁腈(AIBN)，完全溶解后，向溶液通入N2 30min，然后將溶液轉移到IOOmL 三口瓶中，80°C水浴中反應10h，反應結束后既得聚2-丙烯酰胺-2甲基丙磺酸(PAMPS)的 DMF溶液。得到的PAMPS的DMF溶液的質量濃度為29. 4%。制備方法中采用的2-丙烯酰 胺-2甲基丙磺酸(AMPS)的紅外譜圖如圖2所示，制備得到的聚2-丙烯酰胺-2甲基丙磺 酸(PAMPS)的紅外譜圖如圖3所示。圖2中波數(shù)為1616CHT1是不飽和碳碳雙鍵C = C的伸 縮振動峰，而對應的圖3中無明顯吸收峰出現(xiàn)，這說明無不飽和碳碳雙鍵，即聚合反應已經 發(fā)生，且單體轉化率高，幾乎無單體殘余物，AMPS反應完全形成PAMPS。
本實施方式步驟一中聚N-異丙基丙烯酰胺(PNIPAAm)的N，N-二甲基甲酰胺 (DMF)溶液的制備方法是通過以下步驟實現(xiàn)的a、制備聚N-異丙基丙烯酰胺將4. 960g N-異丙基丙烯酰胺(NIPAAm)和0. 086g N，N，N’，N’ -四甲基乙烯基二胺溶解于裝有IOOmL 的去離子水(H2O)的錐形瓶中，向錐形瓶中通入N2 30min，再向溶液中添加0. 155g過硫酸 鉀(K2S2O8),將錐形瓶封口，室溫下反應Mh。反應結束后將溶液加熱升溫至70°C，有白色沉 淀生成，加速攪拌Ih后抽濾，用50°C的去離子水淋洗抽濾產物三次，去除殘留的反應單體， 再將產物與70°C下真空干燥Mh，便得聚合產物聚N-異丙基丙烯酰胺(PNIPAAm) ；b、將步 驟一制備得到的PNIPAAm溶解于一定量的DMF溶劑中，配成質量分數(shù)為12%的PNIPAAm的 DMF溶液。制備方法中步驟a中采用的N-異丙基丙烯酰胺的紅外譜圖如圖4所示，制備得 到的聚合產物聚N-異丙基丙烯酰胺(POTPAAm)的紅外譜圖如圖5所示。從圖4可見在波數(shù) 為1620CHT1處有明顯的尖銳峰，這是不飽和碳碳雙鍵C = C伸縮振動的特征峰，而這個峰在 圖5中沒有明顯的吸收峰，說明聚合反應的聚合程度較好，NIPAAm反應完全形成PNIPAAm。
本實施方式在石英玻璃接收片上得到一維有序PAMPS/POTPAAm微納米纖維放大 5000倍和20000倍的掃描電子顯微照片，分別如圖6和圖7所示。由圖6和圖7可知，本實 施方式制備得到了一維有序的PAMPS/PNIPAAm微納米纖維。
具體實施方式
十六本實施方式為對比實施例，結合附圖8說明對比實施例的靜電 紡絲設備，其包括高壓電源1、接收裝置2、推進泵3、容積為IOmL的一次性注射器4和平頭針 頭5，其中接收裝置2為鋁箔，鋁箔表面垂直于平頭針頭5的噴絲方向，容積為IOmL的一次性 注射器4固定在推進泵3上，注射器4與平頭針頭5連ffl，平頭針頭5的內徑為0. 55mm,平頭 針頭5與高壓電源1的正極通過電線連接，接收裝置2與高壓電源1的負極通過電線連接。
采用對比實施例的靜電紡絲設備，將具體實施方式
十五的步驟一制備得到的電紡 液注入注射器4中，再將注射器4固定在推進泵3上；三、設置靜電紡絲參數(shù)為電壓U = 10V,推進速率R = O. 005 μ L/min,噴頭5到石英玻璃接收片2_2的距離L = 10cm，啟動靜 電紡絲設備，進行靜電紡絲，即在石英玻璃接收片上得到PAMPS/POTPAAm微納米纖維。
本實施方式得到的PAMPS/PNIPAAm微納米纖維的放大5000倍的掃描電子顯微照 片如圖9所示。由圖9可見，制備得到的PAMPS/PNIPAAm微納米纖維雜亂無章。
權利要求
1.一種靜電紡絲設備，其特征在于靜電紡絲設備包括高壓電源(1)、接收裝置O)、推 進泵(3)、注射器(4)和噴頭(5)，其中接收裝置O)由鋁箔(2-1)和平行設置在鋁箔(2-1) 接收表面的石英玻璃接收片(2- 組成，鋁箔(2-1)表面垂直于噴頭(5)的噴絲方向，注射 器固定在推進泵(3)上，注射器(4)與噴頭(5)連通，噴頭(5)的內徑為0. 55mm，噴頭 (5)與高壓電源⑴的正極通過電線連接，接收裝置(2)與高壓電源⑴的負極通過電線連 接。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種靜電紡絲設備，其特征在于所述石英玻璃接收片(2-2) 通過絕緣膠帶平行粘貼在鋁箔上形成接收裝置(2)。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的一種靜電紡絲設備，其特征在于所述石英玻璃接收片 (2-2)的中心位置位于噴頭(5)的噴絲方向上。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的一種靜電紡絲設備，其特征在于所述石英玻璃接收片 (2-2)的厚度不大于1. 0mm。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的一種靜電紡絲設備，其特征在于所述噴頭(5)為內徑為 0. 55mm的平頭針頭。
6.根據(jù)權利要求1或2所述的一種靜電紡絲設備，其特征在于所述注射器(4)是容積 為IOmL的一次性注射器。
7.由如權利要求1所述的靜電紡絲設備制備一維有序PAMPS/POTPAAm微納米纖維的方 法，其特征在于由靜電紡絲設備制備一維有序PAMPS/PNIPAAm微納米纖維的方法是通過以 下步驟實現(xiàn)的一、配置電紡液將聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸的N，N-二甲基甲酰胺溶 液和聚N-異丙基丙烯酰胺的N，N- 二甲基甲酰胺溶液混合，再加入N，N- 二甲基甲酰胺，配 制成聚合物的質量濃度為7% 14%的電紡液，所述聚合物是聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺 酸和聚N-異丙基丙烯酰胺，控制電紡液中聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和聚N-異丙基丙 烯酰胺的質量比為1 0.4 4;二、將石英玻璃接收片(2-2)在去離子水中超聲處理10 30min，然后再將石英玻璃接收片(2- 在質量分數(shù)不低于99. 7 %的無水乙醇中搖擺洗滌 5 15min，再將石英玻璃接收片(2- 在烘箱中烘干，然后再將石英玻璃接收片(2_2)設 置在鋁箔(2-1)表面，然后將步驟一制備的電紡液注入注射器(4)中，再將注射器(4)固定 在推進泵⑶上；三、設置靜電紡絲參數(shù)為電壓U= 10 20kV，推進速率R = 0.005 0. 015μ L/min，噴頭(5)到石英玻璃接收片的距離L = 10 20cm，啟動靜電紡絲設 備，進行靜電紡絲，即在石英玻璃接收片上得到一維有序PAMPS/POTPAAm微納米纖維。
8.根據(jù)權利要求7所述的由靜電紡絲設備制備一維有序PAMPS/POTPAAm微納米纖維 的方法，其特征在于步驟一中配制成聚合物的質量濃度為8% 10%的電紡液，所述聚合 物是聚2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和聚N-異丙基丙烯酰胺，控制電紡液中聚2-丙烯酰 胺-2-甲基丙磺酸和聚N-異丙基丙烯酰胺的質量比為1 2 3. 8。
9.根據(jù)權利要求7或8所述的由靜電紡絲設備制備一維有序PAMPS/PNIPAAm微納米纖 維的方法，其特征在于步驟三中設置靜電紡絲參數(shù)為電壓U = 10 15kV，推進速率R = 0. 005 - 0.01 μ L/min,噴頭(5)到石英玻璃接收片(2-2)的距離L = 10 15cm。
10.根據(jù)權利要求7或8所述的由靜電紡絲設備制備一維有序PAMPS/PNIPAAm微納 米纖維的方法，其特征在于步驟三中設置靜電紡絲參數(shù)為電壓U= 10kV，推進速率R = 0.005 μ L/min，噴頭(5)到石英玻璃接收片(2-2)的距離L = 10cm。
全文摘要
一種靜電紡絲設備及由其制備一維有序PAMPS/PNIPAAm微納米纖維的方法，涉及靜電紡絲設備及由其制備一維有序微納米纖維的方法。解決現(xiàn)有靜電紡絲設備無法得到大面積一維有序微納米纖維問題。靜電紡絲設備包括高壓電源、接收裝置、推進泵、注射器和噴頭，接收裝置由鋁箔和平行設置在鋁箔接收表面的石英玻璃接收片組成，鋁箔表面垂直于噴頭噴絲方向。配制聚合物質量濃度為7％～14％的電紡液，將電紡液注入注射器，再將注射器固定在推進泵上，設置電紡參數(shù)，啟動設備即可。設備以石英玻璃片做接收片，改變鋁箔接收板的電場分布，實現(xiàn)大面積一維有序纖維的制備。紡絲得到一維有序PAMPS/PNIPAAm微納米纖維，直徑分布均勻。
文檔編號D01F8/10GK102031574SQ20111002170
公開日2011年4月27日 申請日期2011年1月19日 優(yōu)先權日2011年1月19日
發(fā)明者唐冬雁, 林秀玲, 程言 申請人:哈爾濱工業(yè)大學