[發明專利]一種多孔聚偏氟乙烯/聚氧化乙烯微/納米纖維的離心紡絲制備方法

在審

• 申請號: 201910546552.5
• 申請日: 2019-06-23
• 公開（公告）號: CN110344127A
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 發明（設計）人: 李永強;任琳琳;張賢;母情源;王娟
• 申請（專利權）人: 浙江理工大學
• 主分類號: D01D5/18
• 分類號: D01D5/18;D01D1/02;D01F8/10;D01F8/16
• 代理公司: 杭州永航聯科專利代理有限公司 33304
• 代理人: 侯蘭玉

本發明屬于多孔微/納米纖維制備技術領域，特別涉及一種聚偏氟乙烯/聚氧化乙烯（PVDF/PEO）微/納米纖維的離心紡絲制備方法。該方法包括如下步驟：（1）離心紡絲溶液的制備：將聚偏氟乙烯(PVDF)與聚氧化乙烯（PEO）兩者混合溶于N?N二甲基甲酰胺（DMF）、丙酮與水中，攪拌后得到分散均勻的離心紡絲溶液，其中PVDF與PEO的質量濃度分別為10?12wt%和0.2?1wt%；（2）離心紡絲：采用步驟（1）制得的離心紡絲溶液進行離心紡絲，得到具有多孔結構的聚偏氟乙烯/聚氧化乙烯（PVDF/PEO）微/納米纖維。可以通過調節聚氧化乙烯的含量，控制聚偏氟乙烯/聚氧化乙烯微/納米纖維膜的形貌結構。

技術領域

本發明屬于多孔微/納米纖維制備技術領域，特別涉及一種聚偏氟乙烯/聚氧化乙烯(PVDF/PEO)微/納米纖維的離心紡絲制備方法。

背景技術

目前對微/納米纖維的制備主要集中在使用靜電紡絲的方法，靜電紡絲存在著以下幾個固有缺陷限制了該方法商業大規模使用：(1)制備過程中需要施加高壓電場；(2)生產效率低；(3)溶液需要一定比例的溶劑使溶液具有一定的傳導率而產生的污染。因此在成本、規模、可控性研究方面離實用化及應用需求還有很大距離。

離心紡絲克服了靜電紡絲微/納米纖維的制備方法所遇到的限制，并且能夠以高速和低成本產生微/納米纖維。該設計不需施加高壓電場、能夠制備不受傳導率約束的聚合物微/納米纖維，且其生產效率有大幅提高。離心紡絲設備結構簡單，主要由電機、紡絲頭、收集棒等構成。紡絲頭裝在電機軸上，里面裝有聚合物溶液，紡絲頭上有噴絲孔。工作時，電機通電旋轉紡絲頭，使紡絲頭高速旋轉，聚合物溶液在噴絲孔處由于離心力作用噴射在收集棒和噴絲孔之間運動到收集棒上形成有序的微/納米纖維。聚合物溶液在噴絲孔處形成微/納米纖維主要經歷三個階段：①聚合物溶液需有一定的粘度，旋轉時到達噴絲孔處形成泰勒錐；②聚合物溶液同時受到表面張力和離心力作用，當離心力大于表面張力時，聚合物拉伸形成細小的微/納米級纖維；③纖維在離心力的作用下在噴絲孔和收集棒之間旋轉，在這個過程中聚合物溶液中的溶劑揮發，得到纖維旋轉到收集棒上。

發明內容

本發明提供一種多孔結構的聚偏氟乙烯/聚氧化乙烯(PVDF/PEO)微/納米纖維的離心紡絲制備方法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種多孔聚偏氟乙烯/聚氧化乙烯微/納米纖維的離心紡絲制備方法，該方法包括如下步驟：

(1)離心紡絲溶液的制備：將聚偏氟乙烯(PVDF)與聚氧化乙烯(PEO)兩者混合溶于N-N二甲基甲酰胺(DMF)、丙酮與水中，攪拌后得到分散均勻的離心紡絲溶液，其中PVDF與PEO的質量濃度分別為10-12wt％和0.2-1wt％；

(2)離心紡絲：采用步驟(1)制得的離心紡絲溶液進行離心紡絲，得到具有多孔結構的聚偏氟乙烯/聚氧化乙烯(PVDF/PEO)微/納米纖維。

本發明制備方法簡單，能夠快速高效制備聚偏氟乙烯/聚氧化乙烯微/納米纖維。微/納米纖維材料由于具有纖維直徑小、比表面積大、孔隙率高等優點，而廣泛用于組織工程支架、藥物傳輸、過濾介質、人造血管、生物芯片、微/納米傳感器、光學、復合材料等領域。微/納米纖維膜因微/納米纖維顯著的微/納米尺度效應得到眾多研究者的關注。在低碳經濟、環境保護、社會安全和人類健康等時代要求下，纖維/面料朝著技術含量更高、受資源影響更小的差別化、高性能、功能性等高新技術纖維材料的研發和產業化方向發展。