[发明专利]一种聚合物多孔超细纤维及其制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种聚合物多孔超细纤维及其制备方法，属于多孔超细纤维的制备领域。

背景技术：

多孔超细纤维具有更高的比表面积和表面活性，因此在高效化学和生物吸附分离材料、催化载体、高效传感器、组织工程支架、细胞和药物分子载体、复合材料等方面有广泛的应用前景。目前最常见的制备多孔超细纤维的方法是静电纺丝技术，它是将聚合物溶液在静电作用下进行喷射拉伸获得微、纳米级纤维的一种纺丝方法，具有设备简单、操作方便、成本低等优点。

目前采用静电纺丝技术制备高分子多孔超细纤维的方法很多，大致分为掺杂法和溶液相分离法两种（文献1. You Y, Youk JH, Lee SW, Min BM, Lee SJ, Park WH. Preparation of porous ultrafine PGA fibers via selective dissolution of electrospun PGA/PLA blends fibers. Materials Letters, 2006, 60(6): 757–760. 文献2. Bognitzki M, Czado W, Frese T, Schaper A, Hellwig M, Steinhart M, Greiner A, Wendorff JH. Nanostructured fibers via electrospinning. Advanced Materials, 2001, 13(1): 70–72.）：掺杂法是通过在聚合物基体中掺混少量的其它组分，制备出双组分的超细纤维然后再除去掺杂的那一组分从而得到多孔超细纤维的，这种方法几乎适用于所有的聚合物，但是它的制备步骤相对较为复杂，且在很多情况下，要想完全的除去掺杂的那一组分基本上是不可能的事情，从而导致了纤维性能的降低，并使其最终的应用受到一定的限制。而溶液相分离法需要使用沸点较低的溶剂，以利于在纺丝过程中溶剂快速挥发形成孔洞，该方法对纺丝条件也有较严格的要求，这一方面限制了可用溶剂的种类，另一方面也使得很多只能溶解在高沸点溶剂中的聚合物无法采用该方法成孔。

发明内容：

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种多孔超细纤维及其制备方法。其特点是将聚合物配置成纺丝原液，通过静电纺丝制得超细纤维。本发明区别于掺杂法，不在聚合物体系中掺混其它组分，可制备组分单一、性能可控的聚合物多孔超细纤维；同时，又改善了溶液相分离法制备聚合物多孔超细纤维只适用于低沸点溶剂以及这些低沸点溶剂可溶解的聚合物种类有限的不足，扩展了溶剂的选择范围和适用的聚合物种类。该方法还具有简便易行，所得多孔超细纤维组分单一，纤维直径小、比表面积大、结构可控等优点。

本发明的目的由以下技术措施实现，其中所述原料份数除特殊说明外，均为重量份数。

聚合物多孔超细纤维由以下组分组成：

聚合物                                           100～300份

非溶剂                                           1～300份

溶剂                                             300～1000份

聚合物为聚芳硫醚砜、聚芳硫醚砜酰胺、聚芳硫醚砜酰胺酰胺、聚醚砜、聚砜、聚苯并咪唑、聚乳酸、聚己内酯、聚乳酸、聚己内酯和壳聚糖中的至少一种。

非溶剂为去离子水、乙醇、乙二醇或甲醇中的任一种。

溶剂为二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、六氟异丙醇或四氢呋喃的任一种。

聚合物多孔超细纤维的制备方法包括以下步骤：

（1）纺丝原液的制备

将聚合物100～300份；非溶剂1～300份；溶剂300～1000份；加入带有搅拌器、温度计的溶解釜中，于温度30～100℃搅拌溶解；在真空度0.05～0.08MPa下脱泡，熟化10～12h，制成纺丝原液；

（2）多孔超细纤维的制备

将上述纺丝原液经静电纺丝喷射到接收装置上，其中环境湿度为30～95%，静纺电压为15～25kv，接收距离为6～30cm；

（3）多孔超细纤维的后处理

将上述多孔超细纤维置于真空烘箱中干燥，以除去纤维中残留的溶剂和非溶剂，获得聚合物多孔超细纤维成品；

聚合物多孔超细纤维用于药物释放、催化剂载体、化学传感器、生物分子分析、气相色谱分析、离子交换和聚合反应载体领域。