[發明專利]一種輔助內部供料電流體力學方法其產品及其應用

無效

• 申請號: 200710019204.X
• 申請日: 2007-01-04
• 公開（公告）號: CN101125288A
• 公開（公告）日: 2008-02-20
• 發明（設計）人: 張愛華;張繼中
• 申請（專利權）人: 張愛華
• 主分類號: B01J13/02
• 分類號: B01J13/02;B01J2/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明涉及的是一種在主流體內部供料進行電流體力學處理材料的方法、其產品及其應用，特別地是通過主流體內部供料的不同形式可以方便地形成包括包覆結構及混合結構的超細顆粒或者超細纖維。該種方法制備的包覆結構或者混合結構的超細材料的尺寸介于1納米至500微米。其應用包括分離、防護、抗菌、防臭、催化、傳感、裝飾、結構支撐、生物相容、存儲、可控釋放、導電、修復、醫療、保健、智能響應、芳香、粘合。

背景技術

目前，隨著包括超細顆粒及超細纖維在內的超細材料特別是納米尺寸材料的發展，超細材料的高的比表面積、包括納米材料的小尺寸效應、表面效應、量子尺寸效應、宏觀量子隧道效應等優異性能為人類認識自然、改造自然提供了前所未有的機遇與發展空間并在醫藥、涂料、催化、傳感、食品、紡織、日用化學品及農牧業等諸多領域獲得了廣泛的應用。超細材料的制備方法很多。如超細顆粒的制備可以采用溶膠-凝膠法、氣相蒸發冷凝法、氣相反應法、噴霧干燥法等。而超細纖維的制備則可以采用海島復合纖維法、閃蒸紡絲法及電紡等方法。其中包括靜電噴霧及靜電紡絲在內的電流體力學方法是獲得超細顆粒及超細纖維的一種優良之選。因為靜電不僅可以幫助減小微細材料的尺寸、提高微細材料的均勻度而且可以提供利用電場來操控微細材料的結構、性能及處理手段，事實上通過電流體力學方法制備的超細材料往往由于存在包括具有材料取向性等性質而改善超細材料的性能。而另一方面，為了拓展、改善超細材料的性能，人們常常需要將多種超細材料進行混合。其中一個典型例子是包容物包覆內容物的微膠囊。微膠囊由于包容物包覆內容物的結構能夠有效地保護內容物、控制內容物的釋放及作用，因此在藥物、化妝品、農藥、食品、文化用品及家庭用品中得到廣泛應用。事實上除了微膠囊外，將不同材料進行混合且有效保持不同材料性能的結構也由于可提高材料的穩定性及功能性而成為科技界及產業界高度關注的目標之一。

然而，目前通過電流體力學獲得包括微膠囊及其它混合性超細材料的手段還不是十分理想。目前通過電流體力學獲得纖維內包覆內容物的方法或者是先制備相關材料微乳液再通過電紡技術制備或者通過同軸雙噴頭將包容物及內容物共同進行電紡處理而獲得。這些方法或者適應范圍有限或者操作困難而難于大規模推廣。而通常電紡中保持材料相界及性能的方法是將不同材料共同形成液態或者固態顆粒包含于液態中而進行電紡獲得，其對材料形貌的操控性及功能性的應用都存在一定程度的有限性。

為此，本發明通過將主流體內部供料技術引入電流體力學技術，并因此而獲得包容物包含內容物的超細顆粒、包容物包覆內容物的超細纖維及不同混合形式的超細顆粒、超細纖維。通過該方法獲得的超細材料能夠方便、廉價、高效地拓展超細材料的性能并可在分離、防護、抗菌、防臭、催化、傳感、裝飾、結構支撐、生物相容、存儲、可控釋放、導電、修復、醫療、保健、智能響應、芳香、粘合等領域得到廣泛應用。

發明內容

本發明的目的之一是通過將主流體內部供料技術引入電流體力學技術，并因此而獲得包容物包含內容物的超細顆粒即超細微膠囊、包容物包覆內容物的超細纖維及不同混合形式的超細顆粒、超細纖維。本發明的另一目的是將通過該方法獲得的超細材料進行應用。

本發明的技術方案是：

一種輔助內部供料電流體力學方法其特征在于在一種主流體內部其它流體通過導管引入從內部與主流體混合并共同通過電流體力學方法處理而獲得超細材料。

一種輔助內部供料電流體力學方法其特征在于電流體力學方法可以通過噴頭進行即流體態被加工材料從噴頭向外進行荷電噴射，也可以是無噴頭電射流即受到突破表面張力及流體態被加工材料內部相互作用力的情況下流體態被加工材料進行無噴頭的荷電射流。

一種輔助內部供料電流體力學方法其特征在于內部供料流體可以只有一種也可以超過一種，同一種內部供料流體可以通過單導管引入，也可以通過超過一個導管的方式引入，相同或者不同的內部供料流體可以同時通過導管引入，也可以在不同時間段引入，但全部采用先混合再進行電流體力學處理的方法對被加工材料進行處理。

一種輔助內部供料電流體力學方法其特征在于內部供料流體采用氣態、液態、超臨界流體、等離子態、及流體中含有相對主流體成分高密度的成分包括固態顆粒包含于載流體、液態顆粒包含于載流體在內的流體形式而主流體采用液態、超臨界流體態及固態顆粒包含于液態、固態顆粒包含于超臨界流體態的流體形式。