[发明专利]利用联合牵引成丝装置制备同轴微米纤维的方法

摘要

本发明公开了一种利用联合牵引成丝装置制备同轴微米纤维的方法。使用同轴嵌套的多个注射装置将聚合物溶液挤出到基底上，通过三维操作平台的移动和溶液在拉伸过程中溶剂的蒸发，制备同轴微米纤维。本发明利用聚合物溶液的粘弹性特性，对其进行拉伸成丝，不需要复杂的静电设备；整个制备过程耗时短，耗能少，效率高；在材料方面仅用到少量的聚合物溶液，材料成本低；可以在特定位置制备单根微米级纤维或微米级纤维阵列，其阵列结构可自由调节；适用于聚合物纤维的制备；通过对溶剂参数和操作参数的调整，可以更为精确的控制同轴微米纤维的直径。

主权项

一种利用联合牵引成丝装置制备同轴微米纤维的方法，其特征在于：使用同轴嵌套的多个注射装置将聚合物溶液挤出到基底上，通过三维操作平台的移动和溶液在拉伸过程中溶剂的蒸发，制备同轴微米纤维；该方法的具体步骤如下：(1)在同轴嵌套的注射装置中分别装入由挥发性溶剂和不同聚合物溶质组成的溶液，为了防止出现内外层相互渗透，相邻层应使用同一种溶剂，聚合物溶液的质量浓度为15％-30％；(2)注射装置的针头为同轴金属针头，该针头由多个直径不同的微型针管同轴嵌套而成，将三维微操作平台和三维手动操作平台固定在底座上，再将局部加热固定在三维微操作平台上，基底则水平安装在局部加热装置上，而注射装置则垂直安装于三维手动操作移动平台上面，保证注射装置尖端对准基底，而注射装置中的同轴针管后端分别与各自对应的微量注射泵相连；(3)调节三维手动操纵平台以调节注射装置同轴金属针头相对于基底的初始位置，同时使针尖贴近基底，保证基底材料与溶液的接触角在30°以内，在三维微操纵平台上装有局部加热装置，控制基底温度为25℃-80℃；(4)待金属针头位置设定完毕后，锁定手动三维移动平台，使用微量注射泵将溶液从同轴金属针头中挤出，并粘着到基底上，等待小于5秒后，控制载有基底的三维微操纵平台移动从而对挤出的溶液进行拉伸，在拉伸过程中，溶液中的溶剂蒸发，材料发生固化，最终形成悬空的微米级多层同轴纤维。