[发明专利]一种使用三级同轴电纺制备超吸水芯鞘结构纳米纤维的方法

权利要求书

1.一种使用三级同轴电纺制备超吸水芯鞘结构纳米纤维的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：量取三氯甲烷和N,N-二甲基甲酰胺加入至第一螺口锥形瓶中，再称取干燥的聚苯乙烯颗粒加入至第一螺口锥形瓶中，最后通过磁力搅拌器搅拌，得到澄清透明且均匀的第一聚合物溶液，放置于一旁备用；

S2：量取三氯甲烷和N,N-二甲基甲酰胺加入至第二螺口锥形瓶中，再称取聚丙烯酸粉末加入至第二螺口锥形瓶中，最后通过磁力搅拌器搅拌，得到澄清透明且均匀的第二聚合物溶液；

S3：量取三氯甲烷和N,N-二甲基甲酰胺加入至第三螺口锥形瓶中，再称取聚己内酯颗粒加入至第三螺口锥形瓶中，最后通过磁力搅拌器搅拌，得到澄清透明且均匀的第三聚合物溶液；

S4：采用三级同轴静电纺丝工艺，利用注射器分别收取第一聚合物溶液、第二聚合物溶液和第三聚合物溶液，并分别将第一聚合物溶液、第二聚合物溶液和第三聚合物溶液放置于对应支撑层、吸水层和保护层的推进泵内，采用铝箔包裹的硬纸盒作为接收器，纺丝得到具有超吸水性的纳米纤维。

2.根据权利要求1所述的制备超吸水芯鞘结构纳米纤维的方法，其特征在于，所述S1-S3中，所述三氯甲烷和N,N-二甲基甲酰胺皆分别量取10-40mL，所述聚苯乙烯、聚丙烯酸和聚己内酯的称取质量皆为0.5-5.0g。

3.根据权利要求2所述的制备超吸水芯鞘结构纳米纤维的方法，其特征在于，所述S1中，所述三氯甲烷和N,N-二甲基甲酰胺分别量取20mL和30mL；所述S2中，所述三氯甲烷和N,N-二甲基甲酰胺分别量取15mL和35mL，所述S3中，所述三氯甲烷和N,N-二甲基甲酰胺分别量取40mL和10mL；所述S1-S3中，所述聚苯乙烯、聚丙烯酸和聚己内酯的称取质量皆为0.5-2.0g。

4.根据权利要求1所述的制备超吸水芯鞘结构纳米纤维的方法，其特征在于，所述S1-S3中，通过将磁转子放入螺口锥形瓶内，并将螺口锥形瓶放置于磁力搅拌器上进行搅拌，搅拌时间为12-24h。

5.根据权利要求4所述的制备超吸水芯鞘结构纳米纤维的方法，其特征在于，所述搅拌时间为20-24h。

6.根据权利要求1所述的制备超吸水芯鞘结构纳米纤维的方法，其特征在于，所述S4中，所述静电纺丝工艺具体为：将高压电源的正极连接同轴纺丝头的针头，负极连接铝箔，设置纺丝流速、纺丝电压和接收距离的参数，接通高压电源并纺丝，得到具有超吸水性的纳米纤维。

7.根据权利要求6所述的制备超吸水芯鞘结构纳米纤维的方法，其特征在于，所述纺丝流速具体为：设置支撑层流速为0.5-2.5mL/h、吸水层流速为0.3-2.0mL/h以及保护层流速为0.5-1.2mL/h；所述纺丝电压为6.0-9.0KV；所述接收距离为14-18cm。

8.根据权利要求7所述的制备超吸水芯鞘结构纳米纤维的方法，其特征在于，所述支撑层流速为1.0-2.0mL/h、吸水层流速为0.3-1.0mL/h以及保护层流速为0.5-1.0mL/h；所述纺丝电压为7.0-8.5KV；所述接收距离为16-18cm。

9.根据权利要求1所述的制备超吸水芯鞘结构纳米纤维的方法，其特征在于，制备得到超吸水芯鞘结构纳米纤维，芯鞘结构包括支撑层、吸水层和保护层；将所述第一聚合物溶液、第二聚合物溶液和第三聚合物溶液分别作为支撑层、吸水层和保护层的溶液使用，制备得到的超吸水芯鞘结构纳米纤维中，使用聚丙烯酸的吸水层具备超吸水性，用于吸收液体，使用聚苯乙烯的支撑层用于提供纤维所需刚性，保持纤维形貌特征，使用聚己内酯的保护层保护纤维结构，避免吸水层过度吸水导致纤维膜皱缩成团。