[發明專利]具有多級微納米結構的彈性纖維及其仿生制備方法

無效

• 申請號: 201110365075.6
• 申請日: 2011-11-17
• 公開（公告）號: CN102517687A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 劉全勇;江雷
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: D01F6/94
• 分類號: D01F6/94;D01F1/10;D01D1/02;D01D5/06;D01D5/14;D01D13/00;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 北京慧泉知識產權代理有限公司 11232
• 代理人: 王順榮;唐愛華

1.一種具有多級微納米結構的彈性纖維，其特征在于：該彈性纖維表面具有1～10微米尺寸的溝槽。

2.一種具有多級微納米結構的彈性纖維，其特征在于：該彈性纖維表面具有1～10微米尺寸的溝槽，其纖維內部還含有納米粒子。

3.一種具有多級微納米結構的彈性纖維，其特征在于：該彈性纖維表面同時具有1～10微米尺寸的溝槽和納米尺寸的微球，其纖維內部還含有納米粒子。

4.一種具有多級微納米結構的彈性纖維，其特征在于：該彈性纖維表面同時具有1～10微米尺寸的溝槽和20納米～8微米尺寸的納米粒子聚集體，其纖維內部還含有納米粒子。

5.一種具有多級微納米結構的彈性纖維，其特征在于：該彈性纖維表面同時具有1～10微米尺寸的溝槽和20納米～8微米尺寸的納米粒子聚集體，其纖維內部還同時含有納米粒子和納米粒子誘導生成的400納米～1.2微米尺寸的球體。

6.一種具有多級微納米結構的彈性纖維，其特征在于：該彈性纖維是螺旋型彈性纖維，其纖維表面具有凹凸結構。

7.一種具有多級微納米結構的彈性纖維，其特征在于：該彈性纖維是螺旋型彈性纖維，其纖維表面具有凹凸結構，其纖維內部還含有納米粒子。

8.一種具有多級微納米結構的彈性纖維，其特征在于：該彈性纖維是螺旋型彈性纖維，其纖維表面同時具有凹凸結構和納米尺寸的微球，其纖維內部還含有納米粒子。

9.一種制備上述權利要求1所述的具有多級微納米結構的彈性纖維的仿生制備方法，主要包括以下步驟：

(1)復合紡絲溶液的配制：先以N，N-二甲基甲酰胺為溶劑配制濃度為0.1～0.4克/毫升的聚氨酯溶液；然后，分別加入等體積的N，N-二甲基甲酰胺和乙醇溶劑，使聚氨酯溶液的濃度降為初始濃度的一半，即為0.05～0.2克/毫升；最后攪拌分散至溶液均勻，得復合紡絲溶液；所述的濃度是指所加聚氨酯質量與所用溶劑體積之比；

(2)復合紡絲溶液的儲存和擠出：將復合紡絲溶液置于帶有活塞和導管的儲存容器中，利用壓力控制裝置、并通過活塞將紡絲溶液壓進導管內，并將紡絲溶液從導管中擠出；通過壓力控制裝置調節紡絲溶液從儲存容器中進入導管的速度為0.2～5毫升/小時，導管的內徑為0.2～0.7毫米；

(3)彈性纖維的成型：在室溫下，將復合紡絲溶液從導管內擠入裝有自來水的成絲水槽中，復合紡絲溶液在水中凝固，溶劑向水中擴散，聚氨酯彈性體進行自組裝，形成初始的彈性纖維；

(4)彈性纖維的拉伸處理：在室溫下，將初始的彈性纖維置于自來水中或者空氣中進行豎直拉伸處理；初始的彈性纖維被拉伸至原長的2～10倍，并將彈性纖維的拉伸狀態保持不低于10分鐘；

(5)彈性纖維的干燥：將經過拉伸處理后的彈性纖維進行干燥，以除去殘存的溶劑，從而制得最終的彈性纖維。