[發明專利]一種以羊毛纖維為接收基底的自卷曲靜電紡微納米纖維

有效

• 申請號: 202010636824.3
• 申請日: 2020-07-03
• 公開（公告）號: CN111826728B
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發明（設計）人: 王榮武;熊成東;王黎明;覃小紅;徐導;俞建勇
• 申請（專利權）人: 東華大學;江蘇丹毛紡織股份有限公司
• 主分類號: D01D5/00
• 分類號: D01D5/00
• 代理公司: 上海泰能知識產權代理事務所(普通合伙) 31233
• 代理人: 宋旭;黃志達

本發明涉及一種以羊毛纖維為接收基底的自卷曲靜電紡微納米纖維，采用多形態羊毛纖維集合體作為接收基底材料，制備自卷曲靜電紡微納米纖維。本發明制備的微納米纖維卷曲結構方法有簡單高效，成本低廉和綠色環保等優點。卷曲纖維結構在生物支架、藥物緩釋和能源器件方面有著巨大的應用價值。并且這種制備方法使得微納米纖維結構性和傳統天然纖維多形態化相結合，開辟了傳統纖維功能化實現的新途徑。

技術領域

本發明屬于自卷曲微納米纖維領域，特別涉及一種以羊毛纖維為接收基底的自卷曲靜電紡微納米纖維。

背景技術

材料的微納米尺度化是目前研究的熱點，而靜電紡絲技術作為可連續制備微納米纖維材料的一種非常成熟的方法得到了充分的發展。作為一種材料微納米尺度化工具能使纖維化的材料具備高比表面積、表面界面效應、量子尺寸效應和柔性可塑等特點。

卷曲結構是自然界中一種重要的纖維結構形式如棉的轉曲，毛的卷曲和DNA的雙螺旋結構等。卷曲結構可以提高纖維的柔韌彈性和空間延展性，使其在生物支架、藥物緩釋和能源器件等方面具有巨大的潛在應用價值。

探究微納米纖維卷曲結構制備方法是近年來研究的熱點。目前制備纖維卷曲結構的方法主要包括氣相沉積法-CN103526176B公布了一種在納米多孔銅上直接生長螺旋碳納米纖維的方法，該方法過程包括：先制備納米多孔銅基體；將硝酸鎳和硝酸釔兩種溶液按照體積比進行混合得到混合溶液；將納米多孔銅基體與混合溶液浸漬混合獲得前驅體；經過化學氣相沉積法制備得到螺旋碳納米纖維材料。蒸發處理法-CN107326464A公布了聚脯氨酸螺旋納米纖維的制備方法，該聚脯氨酸螺旋納米纖維是一種側鏈經過烷氧醚基團修飾而成的聚脯氨酸，其通過氯仿溶劑蒸汽退火后制得。溶膠-凝膠收縮法-CN107447292B公布了一種微納米螺旋多孔纖維的制備方法及其應用，方法是分別配制聚苯乙烯溶液作為核層紡絲液，聚偏氟乙烯溶液作為殼層紡絲液；將紡絲溶液進行同軸靜電紡絲，將接收器上的纖維在真空烘箱中真空恒溫30℃處理24h，即得到微納米螺旋多孔纖維。控制電場法-CN101525771B公布了制備扭曲結構聚合物微/納米復合纖維裝置和方法，本發明的裝置具有至少一個噴絲頭組及一個接收裝置。對所述噴絲頭組的兩個噴絲頭分別施加數值不等的正負電壓，并加入不同收縮率的組分，兩種組分在正負電壓的作用下噴出后相遇并粘連，并在電場的作用下繼續拉伸，隨著溶劑的揮發形成復合纖維，最終被接收裝置接收。應力松弛法-CN109811469A公布了一種賦予聚合物微納米纖維卷曲結構的方法，該方法將有取向的微納米纖維薄膜或管沿纖維取向方向進行至少一次拉伸，纖維膜或管發生彈性變形，然后撤去拉伸載荷，之后在纖維膜或管表面噴灑增塑劑，最后采用氣流對纖維膜或管進行單面冷處理，使其獲得具有穩定纖維卷曲結構。化學氧化聚合法-CN104098770B公布了一種螺旋結構聚苯胺納米纖維的合成方法，該方法首先合成N,N’-二(4’-氨基苯)-1,4-苯二胺，再以N,N’-二(4’-氨基苯)-1,4-苯二胺作為聚合反應催化劑、手性樟腦磺酸作為誘導劑及摻雜劑、過硫酸銨作為氧化劑，通過化學氧化聚合法合成螺旋結構聚苯胺納米纖維。陽離子模板法-CN104045800B公布了一種螺旋介孔酚醛樹脂納米纖維的制備方法，該方法首先將芐氧基保護的氨基酸與烷基胺通過縮合反應形成酰胺鍵，然后脫去保護基團，得到化合物A；然后通過化合物A與鹵代酰氯反應得到化合物B；再由化合物B與吡啶反應制備陽離子表面活性劑化合物C；通過陽離子模板法制備得到新型螺旋介孔酚醛樹脂納米纖維。

上述方法利用機械外力、電場設置、化學反應和材料改性等處理方式制備卷曲或螺旋結構微納米纖維。這些方法具有復雜裝置、多步處理、復雜工藝和高昂成本等缺點。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種以羊毛纖維為接收基底的自卷曲靜電紡微納米纖維，克服現有技術采用復雜裝置、多步處理、復雜工藝和高昂成本等缺陷，本發明中采用多形態羊毛纖維集合體作為接收基底，制備自卷曲靜電紡微納米纖維。

本發明的一種自卷曲微納米纖維的制備方法，包括：

(1)配制低電導率聚合物溶液，得到紡絲液；