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一種利用離心紡絲和溶液濺射制備聚合物納米纖維的方法

文檔序號:1668733閱讀:223來源:國知局
一種利用離心紡絲和溶液濺射制備聚合物納米纖維的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種利用離心紡絲和溶液濺射制備聚合物納米纖維的方法。本發(fā)明通過控制聚合物的濃度、旋轉(zhuǎn)速度和工作壓力來控制纖維的直徑(60~1000nm),通過控制旋轉(zhuǎn)的速度來調(diào)控纖維的長度。本發(fā)明將離心紡絲和溶液濺射有機地結(jié)合起來,從而實現(xiàn)了形貌較好的聚合物納米纖維的批量化生產(chǎn)。本發(fā)明涉及的方法每小時可以產(chǎn)生6kg的納米纖維,因而同其它制備納米纖維的方法(如靜電紡絲、離心紡絲和濺射)相比,具有更好的批量化制備能力,具備很好的工業(yè)化應(yīng)用前景。
【專利說明】一種利用離心紡絲和溶液濺射制備聚合物納米纖維的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種新穎的制備聚合物納米纖維的方法,尤其涉及一種將離心紡絲和溶液濺射結(jié)合起來的制備聚合物納米纖維的方法。
【背景技術(shù)】 [0002]聚合物納米纖維是一種非常有前景的材料,在很多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用,如電子、光學(xué)設(shè)備、電池和過濾領(lǐng)域。由于其大的比表面積,納米纖維在很多生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用很廣泛,作為支架材料用于組織工程、藥物釋放、人造器官、創(chuàng)傷醫(yī)療和血管嫁接。鑒于工業(yè)應(yīng)用對納米纖維不斷增大的需求,發(fā)展一種可靠的、牢固的并且低價的能夠有效提高目前已經(jīng)存在的技術(shù)在大量生產(chǎn)方面的效率的技術(shù)就變得非常有必要。
[0003]靜電紡絲是一種能夠產(chǎn)生多種尺寸在微米~納米級別的聚合物纖維的方法。但這種方法需要很高的電壓,并且相對價格比較昂貴,它是靠單根纖維從噴絲頭噴出。離心紡絲能夠用電紡性能差的材料制備納米纖維。離心紡絲是在一個旋轉(zhuǎn)磨具上依靠離心力來剪切聚合物溶液從而形成纖維。它與聚合物溶液的性質(zhì),如與靜電紡絲密切相關(guān)的導(dǎo)電性和介電常數(shù),沒有關(guān)系。但離心紡絲卻受限于噴絲頭設(shè)計的復(fù)雜性,因而所制備的纖維的質(zhì)量和生產(chǎn)力有很大的差別。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明涉及一種利用壓力回旋制備聚合物納米纖維的方法,具體的方法如下:
[0005]本發(fā)明涉及的制備納米纖維的方法,其應(yīng)用一種特殊裝置,它包含一個可旋轉(zhuǎn)的圓筒形容器(直徑30~60mm ;高度30~50mm),容器的壁上有10~30個小孔,每個小孔的大小為0.5~1.2_,容器和小孔的分布可以根據(jù)實際情況調(diào)節(jié);在圓筒形容器的一段連接一個能夠產(chǎn)生36000rpm轉(zhuǎn)速的電動機,容器的另一端連接N2流,N2流產(chǎn)生的壓力可以調(diào)節(jié)到3 X IO5Pa,高速旋轉(zhuǎn)的容器(旋轉(zhuǎn)速度為10000~15000rpm)產(chǎn)生聚合物的噴射流,然后噴射流會通過小孔被拉伸成纖維,拉伸可以通過氣流被加強。為了便于收集纖維,圍繞著容器有一個鋁箔制成的接收板,接收板可以改變以便于進(jìn)一步增強纖維的產(chǎn)率或者制備具有更復(fù)雜結(jié)構(gòu)的纖維。
[0006]本發(fā)明涉及一種包括離心紡絲和溶液濺射兩種工藝的新的制備納米纖維的方法,從而實現(xiàn)了形貌較好的聚合物納米纖維的批量化生產(chǎn)。這種方法不僅可以操控纖維的直徑,還可以調(diào)控纖維的分布和纖維的長度。纖維的直徑(60~1000nm)與加工系統(tǒng)中聚合物的濃度、旋轉(zhuǎn)速度和工作壓力有關(guān),纖維的長度依賴于旋轉(zhuǎn)的速度。這種方法每小時可以產(chǎn)生6kg的納米纖維,因而同其它制備納米纖維的方法(如靜電紡絲、離心紡絲和濺射)相t匕,具有更好的批量化制備能力。
【具體實施方式】
[0007]為了加深對本發(fā)明的理解,下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳述。[0008]本發(fā)明涉及的制備納米纖維的方法,其應(yīng)用一種特殊裝置,它包含一個可旋轉(zhuǎn)的圓筒形容器(直徑50mm ;高度45mm),容器的壁上有25個小孔,每個小孔的大小為0.6mm,容器和小孔的分布可以根據(jù)實際情況調(diào)節(jié)。在圓筒形容器的一段連接一個能夠產(chǎn)生36000rpm轉(zhuǎn)速的電動機,容器的另一端連接N2流,N2流產(chǎn)生的壓力調(diào)節(jié)到3 X IO5Pa,高速旋轉(zhuǎn)的容器產(chǎn)生聚合物的噴射流,然后噴射流會通過小孔被拉伸成纖維,拉伸可以通過氣流被加強;為了便于收集纖維,圍繞著容器有一個鋁箔制成的接收板,接收板設(shè)計為一種可旋轉(zhuǎn)的接收筒以便于進(jìn)一步增強纖維的產(chǎn)率。
【權(quán)利要求】
1.一種利用離心紡絲和溶液濺射制備聚合物納米纖維的方法,其特征在于:在一種特殊裝置上制備,該裝置包含一個可旋轉(zhuǎn)的圓筒形容器:直徑30?60mm,高度30?50mm,容器的壁上有10?30個小孔,每個小孔的大小為0.5?1.2mm ;容器上小孔的分布為直線型,在圓筒形容器的一段連接一個能夠帶動容器轉(zhuǎn)動的電動機,容器的另一端連接N2流,N2流產(chǎn)生的壓力為1.5 X IO5?3 X IO5Pa ;容器的的旋轉(zhuǎn)速度為10000?30000rpm,圍繞著容器有一個鋁箔制成的接收板。
2.如權(quán)利要求1所述的制備聚合物納米纖維的方法,其特征在于:所述小孔的數(shù)量為25個。
3.如權(quán)利要求1所述的制備聚合物納米纖維的方法,其特征在于:所述小孔的大小為.0.6mmο
【文檔編號】D01D5/00GK103628148SQ201310586348
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年11月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月15日
【發(fā)明者】韓志超, 許杉杉 申請人:無錫中科光遠(yuǎn)生物材料有限公司
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