[发明专利]具有材料梯度分布特征纳米纤维的电纺制备方法

摘要

本发明涉及一种具有材料梯度分布特征纳米纤维的电纺制备方法，采用可纺的聚合物溶液为母液，将母液均分为三个部分；在三部分母液中按含量依次递减或递增加入添加物，搅拌均匀，组成内、中、外层工作流体，并对应装入内、中、外流体注射器；三个流体注射器与一个三级同轴纺丝头连接，三种工作流体分别流入三级同轴纺丝头的同轴毛细管，三级同轴纺丝头在高压静电的作用下，产生具有材料梯度分布特征的纳米纤维，并通过铝箔包裹纸板接收。制备工艺简单，单步有效、制备的纳米纤维内/中/外三层结构清晰、而且纳米直径小、线性好、直径分布均匀、纤维表面光滑。该材料梯度分布结构特征能够为众多新型纳米材料的设计和制备提供有效实施方法。

主权项

1.一种具有材料梯度分布特征纳米纤维的电纺制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：1）搭建制备装置：三级同轴纺丝头由大小不同的内、中、外三层同轴毛细管构成，内层流体注射泵、中间流体注射泵上分别对应固定安装有内层、中间流体注射器，内层、中间流体注射器分别通过高弹性硅胶软管与三级同轴纺丝头中的内层毛细管、中间层毛细管相连接；外层流体注射泵上固定安装的外层流体注射器直接与三级同轴纺丝头中的外层毛细管相连接，高压发生器和三级同轴纺丝头连接，三级同轴纺丝头出口下端有用铝箔包裹的硬纸板做成的纤维接收平板；2）采用可纺的聚合物溶液配成母液，并将配好后的母液均分为三个部分；3）在三部分母液中按含量依次递减加入添加物，搅拌均匀，组成内、中、外层工作流体，并对应装入内、中、外三个流体注射器；4）开启高压发生器，通过三台注射泵分别控制三级同轴纺丝头中三层流体的注入速度，在高压静电的作用下，以三级同轴纺丝头出口为模版，制备出具有材料梯度分布特征的纳米纤维，并通过纤维接收平板接收；所述具有材料梯度分布特征的纳米纤维的三层工作流体的调配：将66克乙基纤维素放入300克乙醇中，配成具有良好纺丝性能的母液，将上述母液均分为三个部分，在其中分别加入聚乙烯吡咯烷酮8克、4克和1克，经过搅拌均匀成透明共溶溶液，分别用作内层、中间层和外层的工作流体；所述调配后步骤4）控制要求：通过三台注射泵调控内层、中间层、外层流体的流速分别为0.5、0.5、1.0 mL/h，纤维接收平板与三级同轴纺丝头出口距离为15 cm , 高压静电发生器电压15 kV，环境温度为23±1 ℃，环境湿度为54±4%，在该条件下即可制得聚乙烯吡咯烷酮径向从内往外依次递减的乙基纤维素纳米纤维。