[发明专利]芯流体搭载两种不可纺外鞘流体的三级同轴电纺方法

摘要

本发明涉及一种芯流体搭载两种不可纺外鞘流体的三级同轴电纺方法，该方法以利用聚合物芯液的可纺性为支撑，以外环鞘液的方式搭载不具有纺丝性能的功能流体为中间层和纯有机溶剂为最外层流体，实施三级同轴高压静电纺丝工艺。外层有机溶剂能够有效地确保三级同轴电纺工艺的稳定和持续实施、同时保证制备出高质量芯鞘结构纳米纤维产品。本发明方法将不可纺的功能流体有效引入三级同轴电纺工艺中，极大地拓展了该工艺的纳米结构制备能力；同时该方法单步有效，制备出的纳米纤维芯鞘结构清晰、纳米纤维直径小、线性好、直径分布均匀、纤维表面光滑。通过该方法可以将众多功能组分搭载在聚合物纳米纤维表面、获得新型功能纳米纤维产品。

主权项

1.一种芯流体搭载两种不可纺外鞘流体的三级同轴电纺方法，其特征在于，具体包括如下步骤：1)搭建制备装置：三级同轴纺丝头内有大小不同的三根毛细管组成的内、中、外三层同轴出口，内层流体注射泵和中间层流体注射泵上对应固定安装有内层和中间层流体注射器，内层和中间层流体注射器均通过高弹性硅胶软管与三级同轴纺丝头中的内层和中间层毛细管入口相连接，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入口相连接，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内层工作流体，为三级同轴电纺的内芯支撑流体，注入内层流体注射器；3)采用不可纺的功能组分溶液配成中间层工作流体，注入中间层流体注射器；4)采用纯有机溶剂配成外层工作流体，注入外层流体注射器；5)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种流体的流速，在高压静电的作用下，三级同轴纺丝头出口产生具有芯鞘结构特征的纳米纤维，通过纤维接收平板接收；所述具有芯鞘结构特征的纳米纤维的步骤2)、3)和4)三层工作流体的调配：将15克醋酸纤维素放入120克混合溶剂中，配成具有良好纺丝性能的内芯支撑流体，混合溶剂由20克N，N‑二甲基甲酰胺，20克乙醇和80克丙酮混合而成；外层工作流体由20克N，N‑二甲基甲酰胺，20克乙醇和80克丙酮混合而成；将10克麸朊溶解于100克乙酸和乙醇的混合溶剂中，体积比乙酸：乙醇为1:3，构成中间层工作流体；所述调配后步骤5)控制要求：内层、中间层、外层流体流量分别为0.5、0.5、2.0mL/h，纤维接收平板离喷丝口距离为20cm,高压发生器电压18kV；环境温度为24±2℃，环境湿度为55±5％。