[发明专利]具有多级微纳米结构的弹性纤维及其仿生制备方法

权利要求书

1.一种具有多级微纳米结构的弹性纤维，其特征在于：该弹性纤维表面具有1～10微米尺寸的沟槽。

2.一种具有多级微纳米结构的弹性纤维，其特征在于：该弹性纤维表面具有1～10微米尺寸的沟槽，其纤维内部还含有纳米粒子。

3.一种具有多级微纳米结构的弹性纤维，其特征在于：该弹性纤维表面同时具有1～10微米尺寸的沟槽和纳米尺寸的微球，其纤维内部还含有纳米粒子。

4.一种具有多级微纳米结构的弹性纤维，其特征在于：该弹性纤维表面同时具有1～10微米尺寸的沟槽和20纳米～8微米尺寸的纳米粒子聚集体，其纤维内部还含有纳米粒子。

5.一种具有多级微纳米结构的弹性纤维，其特征在于：该弹性纤维表面同时具有1～10微米尺寸的沟槽和20纳米～8微米尺寸的纳米粒子聚集体，其纤维内部还同时含有纳米粒子和纳米粒子诱导生成的400纳米～1.2微米尺寸的球体。

6.一种具有多级微纳米结构的弹性纤维，其特征在于：该弹性纤维是螺旋型弹性纤维，其纤维表面具有凹凸结构。

7.一种具有多级微纳米结构的弹性纤维，其特征在于：该弹性纤维是螺旋型弹性纤维，其纤维表面具有凹凸结构，其纤维内部还含有纳米粒子。

8.一种具有多级微纳米结构的弹性纤维，其特征在于：该弹性纤维是螺旋型弹性纤维，其纤维表面同时具有凹凸结构和纳米尺寸的微球，其纤维内部还含有纳米粒子。

9.一种制备上述权利要求1所述的具有多级微纳米结构的弹性纤维的仿生制备方法，主要包括以下步骤：

(1)复合纺丝溶液的配制：先以N，N-二甲基甲酰胺为溶剂配制浓度为0.1～0.4克/毫升的聚氨酯溶液；然后，分别加入等体积的N，N-二甲基甲酰胺和乙醇溶剂，使聚氨酯溶液的浓度降为初始浓度的一半，即为0.05～0.2克/毫升；最后搅拌分散至溶液均匀，得复合纺丝溶液；所述的浓度是指所加聚氨酯质量与所用溶剂体积之比；

(2)复合纺丝溶液的储存和挤出：将复合纺丝溶液置于带有活塞和导管的储存容器中，利用压力控制装置、并通过活塞将纺丝溶液压进导管内，并将纺丝溶液从导管中挤出；通过压力控制装置调节纺丝溶液从储存容器中进入导管的速度为0.2～5毫升/小时，导管的内径为0.2～0.7毫米；

(3)弹性纤维的成型：在室温下，将复合纺丝溶液从导管内挤入装有自来水的成丝水槽中，复合纺丝溶液在水中凝固，溶剂向水中扩散，聚氨酯弹性体进行自组装，形成初始的弹性纤维；

(4)弹性纤维的拉伸处理：在室温下，将初始的弹性纤维置于自来水中或者空气中进行竖直拉伸处理；初始的弹性纤维被拉伸至原长的2～10倍，并将弹性纤维的拉伸状态保持不低于10分钟；

(5)弹性纤维的干燥：将经过拉伸处理后的弹性纤维进行干燥，以除去残存的溶剂，从而制得最终的弹性纤维。