[發明專利]一種靜電紡纖維絮片及其制備方法

在審

• 申請號: 202110159088.1
• 申請日: 2021-02-05
• 公開（公告）號: CN112981718A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 丁彬;高盧明;王賽;吳紅炎;張世超;印霞;俞建勇
• 申請（專利權）人: 東華大學
• 主分類號: D04H1/728
• 分類號: D04H1/728;D04H1/542;D04H1/545;D04H1/55;D04H1/551;D06C7/00
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 徐俊

本發明公開了一種靜電紡纖維絮片及其制備方法。制備方法為：將不同濃度的紡絲液A和紡絲液B通過交叉式雙向靜電紡絲裝置靜電紡絲，分別紡出微米纖維和納米纖維，兩者呈卷曲狀堆積在正壓熱風接收裝置上，并在熱風作用下發生原位交聯反應，最終得到靜電紡纖維絮片；所述交叉式雙向靜電紡絲裝置包括分別與正電壓電源、負電壓電源連接的噴絲模塊一、噴絲模塊二，噴絲模塊一、噴絲模塊二噴出的聚合物荷電射流在正壓熱風接收裝置上接收形成靜電紡纖維絮片。本發明提供了一種一步制備拉伸性能好、壓縮回彈性高的靜電紡纖維絮片的方法。

技術領域

本發明涉及一種輕質高強的靜電紡纖維絮片及其制備方法，屬于靜電紡纖維技術領域。

背景技術

靜電紡絲技術具有成本低廉、可控性強、原料來源廣泛的特點，其制備的纖維材料具有直徑細、孔徑小和孔隙率高等特點，在吸音保暖、空氣過濾及組織工程等領域具有廣闊的應用前景。但目前通過靜電紡絲技術制備的蓬松絮片通常由纖維無序堆積而成，絮片壓縮后蓬松結構易塌陷，且拉伸性能較差。此外，現有靜電紡絮片材料制備需要在高濕環境中(RH≥80％)進行，對環境濕度依賴性較高。這些問題使得靜電紡纖維絮片無法滿足其在各行業的實際使用需求，限制了其在眾多領域中的應用。

專利ZL201710818067.X公開了一種蓬松彈性三維微納米纖維材料的制備方法、裝置以及由該方法制備的纖維材料及其應用，將靜電紡絲技術與傳統的絮片制備技術相結合，將較粗的微米纖維和靜電紡絲產生的納米纖維在氣態條件下實現均勻混合，再經過熱處理后得到具有高孔隙率、低密度、高比表面積的蓬松彈性三維微納米纖維材料，但該設備需額外配備梳理裝置，且氣流梳理分散過程中存在噪音大，飛絮嚴重等現象。專利CN201710358539.8公開了《一種制備蓬松態納米纖維的靜電紡絲裝置及方法》，通過在噴射裝置側方引入供氣裝置，紡絲過程中通入鞘氣得到蓬松態納米纖維，可制備出具有一定蓬松性的納米纖維材料，但噴頭處的氣流易對紡絲射流的穩定性產生較大影響，同時所得納米纖維均為普通圓柱狀，僅簡單蓬松堆積，蓬松結構不穩定，無法保證長效使用。文獻Nanoscale,2019,11,8185提供了一種超輕且結構穩定的三維纖維集合體的制備方法，在靜電紡纖維接收區域施加均勻的水霧，并利用有機溶劑蒸汽對絮片進行交聯處理，有機溶劑蒸汽使纖維表層溶解，使相鄰纖維交叉點處發生融合，同時整體結構不發生破環，但蒸汽交聯時間較長、工藝復雜，且有機溶劑回收處理難度高，對人體和環境危害較大，不利于大規模生產。

因此，需要制備一種可以簡單、快速制備輕質高強的靜電紡纖維絮片的方法，以滿足其在各領域的應用需求。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種輕質高強的靜電紡纖維絮片的制備方法。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案如下：

一種靜電紡纖維絮片的制備方法，其特征在于，將不同濃度的紡絲液A和紡絲液B通過交叉式雙向靜電紡絲裝置靜電紡絲，分別紡出微米纖維和納米纖維，兩者呈卷曲狀堆積在正壓熱風接收裝置上，并在熱風作用下發生原位交聯反應，最終得到靜電紡纖維絮片；所述交叉式雙向靜電紡絲裝置包括分別與正電壓電源、負電壓電源連接的噴絲模塊一、噴絲模塊二，噴絲模塊一、噴絲模塊二噴出的聚合物荷電射流在正壓熱風接收裝置上接收形成靜電紡纖維絮片，噴絲模塊一與噴絲模塊二不平行排列，且兩者的噴絲方向向相對方向傾斜；所述正壓熱風接收裝置表面設有均布有鏤空圓孔的鏤空狀接收基板，底部設有金屬絲加熱裝置，金屬絲加熱裝置下方設有可調速風機，可調速風機與金屬絲加熱裝置產生的熱風氣流通過氣流管道從鏤空圓孔吹至正壓熱風接收裝置表面接收的靜電紡纖維絮片。

優選地，所述紡絲液A的質量濃度為25～60％，紡絲液B的質量濃度為5～25％。