CN105506861A - 一种天然有色纳米纤维膜的制备方法 - Google Patents

一种天然有色纳米纤维膜的制备方法 Download PDF

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Abstract

一种天然有色纳米纤维膜的制备方法，其包括步骤：1)用电子称称取5g～10g的天然植物染料原料用20g～80g的去离子水浸泡12h～24h，加热、煮沸20min～60min，用网筛过滤得到提取液；2)称取2g～8g的聚合物，溶解到20g～110g的提取液中，得到纺丝溶液；3)设置合适的纺丝电压与接收距离，采用气泡静电纺丝，在接收板上得到天然有色纳米纤维膜。在本发明中，天然染料的提取方法简单，提取之后无需经过浓缩、干燥，可直接制备有色纳米纤维膜，无环境污染，节约成本。

Description

一种天然有色纳米纤维膜的制备方法
技术领域
本发明涉及功能性纳米纤维的制备技术领域，尤其涉及一种天然有色纳米纤维膜的制备方法。
背景技术
随着纳米科技的发展，人们对于纤维材料的要求越来越高，如何得到高性能、高附加值的纤维材料产品是近年来研究的重要方向之一。
纳米纤维具有的独特性质，在纺织工程、环境工程、包装工程、生物科技、医疗与卫生健康等不同领域都具有十分广阔的应用前景。
传统的纳米静电纺丝技术存在一些缺陷，产量低，同时受溶液溶度、粘性等性能影响较大，且由于针头直径较小，易堵塞针头。
气泡静电纺丝法作为一种新型的静电纺丝方法，通过气体在聚合物溶液中吹出大量的气泡，气泡破裂形成射流，在静电力的作用下，这些射流被拉伸、细化，最终形成纳米纤维。
因此，有必要提供一种新的利用气泡静电纺丝技术制备天然有色纳米纤维膜的制备方法，以解决现有技术中的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种天然有色纳米纤维膜的制备方法，在制备过程中，天然染料的提取方法简单，提取之后无需经过浓缩、干燥，可直接制备天然彩色纳米纤维膜，无环境污染，节约成本。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种天然有色纳米纤维膜的制备方法，其包括步骤：
S1：用电子称称取5g～10g的天然植物染料原料用20g～80g的去离子水浸泡12h～24h，加热、煮沸20min～60min，用网筛过滤得到提取液；
S2：称取2g～8g的聚合物，溶解到20g～110g的提取液中，得到纺丝溶液；
S3:采用气泡静电纺丝技术得到天然有色纳米纤维膜。
优选的，在上述天然有色纳米纤维膜的制备方法中，所述步骤S1中，天然植物染料通过水从苏木或栀子或洛神花中提取。
优选的，在上述天然有色纳米纤维膜的制备方法中，所述步骤S2中聚合物的溶剂为水，聚合物为聚乙烯醇或聚乙烯吡咯烷酮或淀粉。
优选的，在上述天然有色纳米纤维膜的制备方法中，所述步骤S2中天然植物染料的提取液能直接用于溶解聚合物，得到能够气泡纺丝的纺丝液。
优选的，在上述天然有色纳米纤维膜的制备方法中，所述步骤S3中进行气泡静电纺丝具体步骤包括：
S31：将配置好的纺丝溶液倒入储液器中并注入气体，使之产生气泡；
S32：将储液器和接收板分别连接直流高压电源的正负极，接收板用铝箔覆盖；
S33：打开高压电源并调节电压开始纺丝实验；
S34：待实验结束后，调零高压电源并切断电源，然后取下接收板铝箔上收集到的纤维和纤维膜制品。
优选的，在上述天然有色纳米纤维膜的制备方法中，所述步骤S31中，通过产生的气泡在高压静电下形成射流。
优选的，在上述天然有色纳米纤维膜的制备方法中，所述步骤S32中进行气泡静电纺丝时，接收板和气泡之间的距离调节范围为20-30cm。
优选的，在上述天然有色纳米纤维膜的制备方法中，所述步骤S33中进行气泡静电纺丝时，电压调节范围为15-30kv。
上述技术方案可以看出，本发明实施例的天然有色纳米纤维膜的制备方法将天然色素提取液直接作为溶剂，与聚合物配成一定浓度纺丝液，通过气泡静电纺制备天然有色纳米纤维膜。天然染料的提取方法简单，提取之后无需经过浓缩、干燥，可直接制备有色纳米纤维膜，无环境污染，节约成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的有关本发明的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明天然有色纳米纤维膜的制备方法一种实施例的示意图。
具体实施方式
本发明公开了一种天然有色纳米纤维膜的制备方法，在制备过程中，天然染料的提取方法简单，提取之后无需经过浓缩、干燥，可直接制备天然有色纳米纤维膜，无环境污染，节约成本。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明天然有色纳米纤维膜的制备方法，其包括步骤：
S1：用电子称称取5g～10g的天然植物染料原料用20g～80g的去离子水浸泡12h～24h，加热、煮沸20min～60min，用网筛过滤得到提取液；
S2：称取2g～8g的聚合物，溶解到20g～110g的提取液中，得到纺丝溶液；
S3:采用气泡静电纺丝技术得到天然有色纳米纤维膜。
所述步骤S1中，天然植物染料可以用水提取，可选择天然植物染料原料苏木、栀子、洛神花等。
所述步骤S2中聚合物的溶剂为水，可选择聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、淀粉等。
所述步骤S2中天然植物染料的提取液能直接用于溶解聚合物，得到能够气泡纺丝的纺丝液.
所述步骤S3中进行气泡静电纺丝具体步骤包括：
S31：将配置好的纺丝溶液倒入储液器中并注入气体，使之产生气泡；
S32：将储液器和接收板分别连接直流高压电源的正负极，接收板用铝箔覆盖；
S33：打开高压电源并调节电压开始纺丝实验；
S34：待实验结束后，调零高压电源并切断电源，然后取下接收板铝箔上收集到的纤维和纤维膜制品。
所述步骤S31中，通过产生的气泡在高压静电下形成射流。
所述步骤S32中进行气泡静电纺丝时，接收板和气泡之间的距离调节范围为20-30cm。
所述步骤S33中进行气泡静电纺丝时，电压调节范围为15-30kv。
本发明将天然色素提取液直接作为溶剂，与聚合物配成一定浓度纺丝液，通过气泡静电纺制备天然有色纳米纤维膜。天然染料的提取方法简单，提取之后无需经过浓缩、干燥，可直接制备有色纳米纤维膜，无环境污染，节约成本。
本发明的有益效果包括：
(1)本发明采用天然染料制备有色纳米纤维膜，染料来自大自然，无环境污染。
(2)本发明天然染料提取简单，提取之后无需经过浓缩、干燥，可直接制备天然有色纳米纤维膜，节约成本。
下面将结合具体的实施例对本发明的技术方案进行详细描述。
实施例1
制备一种天然红色纳米纤维膜的方法，其步骤为：
(1)用电子称称取5g洛神花花萼，用30g水浸泡12小时，加热、煮沸20分钟，过滤提取液；
(2)取23g过滤后的提取液和2g聚乙烯醇一起放入烧杯中，在水浴锅中加热，搅拌，直至聚乙烯醇完全溶解。聚乙烯醇的质量分数为8％；
(3)气泡纺丝：纺丝电压为20V，接收距离为20cm。
实施例2
制备一种天然红色纳米纤维膜的方法，其步骤为：
(1)用电子称称取6g苏木，用30g水浸泡12小时，加热、煮沸60分钟，过滤提取液；
(2)取23g过滤后的提取液和2g聚乙烯醇一起放入烧杯中，在水浴锅中加热，搅拌，直至聚乙烯醇完全溶解。聚乙烯醇的质量分数为8％；
(3)气泡纺丝：纺丝电压为25V，接收距离为25cm。
实施例3
制备一种天然黄色纳米纤维膜的方法，其步骤为：
(1)用电子称称取7g栀子，用30g水浸泡12小时，加热、煮沸20分钟，过滤提取液；
(2)取23g过滤后的提取液和2g聚乙烯醇一起放入烧杯中，在水浴锅中加热，搅拌，直至聚乙烯醇完全溶解。聚乙烯醇的质量分数为8％；
(3)气泡纺丝：纺丝电压为30V，接收距离为30cm。
实施例4
制备一种天然黄色纳米纤维膜的方法，其步骤为：
(1)用电子称称取10g栀子，用80g水浸泡24小时，加热、煮沸60分钟，过滤提取液；
(2)取23g过滤后的提取液和2g聚乙烯醇一起放入烧杯中，在水浴锅中加热，搅拌，直至聚乙烯醇完全溶解。聚乙烯醇的质量分数为8％；
(3)气泡纺丝：纺丝电压为15V，接收距离为20cm。
实施例4
制备一种天然黄色纳米纤维膜的方法，其步骤为：
(1)用电子称称取10g栀子，用80g水浸泡24小时，加热、煮沸60分钟，过滤提取液；
(2)取23g过滤后的提取液和2g聚乙烯醇一起放入烧杯中，在水浴锅中加热，搅拌，直至聚乙烯醇完全溶解。聚乙烯醇的质量分数为8％；
(3)气泡纺丝：纺丝电压为25V，接收距离为20cm。
实施例5
制备一种天然黄色纳米纤维膜的方法，其步骤为：
(1)用电子称称取8g栀子，用80g水浸泡40小时，加热、煮沸50分钟，过滤提取液；
(2)称取2g的聚合物，溶解到20g的提取液中，得到纺丝溶液；
(3)气泡纺丝：纺丝电压为15V，接收距离为20cm。
实施例6
制备一种天然黄色纳米纤维膜的方法，其步骤为：
(1)用电子称称取8g栀子，用80g水浸泡40小时，加热、煮沸50分钟，过滤提取液；
(2)称取4g的聚合物，溶解到50g的提取液中，得到纺丝溶液；
(3)气泡纺丝：纺丝电压为20V，接收距离为20cm。
实施例7
制备一种天然黄色纳米纤维膜的方法，其步骤为：
(1)用电子称称取8g栀子，用80g水浸泡40小时，加热、煮沸50分钟，过滤提取液；
(2)称取6g的聚合物，溶解到70g的提取液中，得到纺丝溶液；
(3)气泡纺丝：纺丝电压为25V，接收距离为25cm。
实施例8
制备一种天然黄色纳米纤维膜的方法，其步骤为：
(1)用电子称称取8g栀子，用80g水浸泡40小时，加热、煮沸50分钟，过滤提取液；
(2)称取7g的聚合物，溶解到70g的提取液中，得到纺丝溶液；
(3)气泡纺丝：纺丝电压为25V，接收距离为20cm
实施例9
制备一种天然黄色纳米纤维膜的方法，其步骤为：
(1)用电子称称取8g栀子，用80g水浸泡40小时，加热、煮沸50分钟，过滤提取液；
(2)称取8g的聚合物，溶解到100g的提取液中，得到纺丝溶液；
(3)气泡纺丝：纺丝电压为30V，接收距离为30cm。
实施例10
制备一种天然黄色纳米纤维膜的方法，其步骤为：
(1)用电子称称取8g栀子，用80g水浸泡40小时，加热、煮沸50分钟，过滤提取液；
(2)称取8g的聚合物，溶解到110g的提取液中，得到纺丝溶液；
(3)气泡纺丝：纺丝电压为30V，接收距离为30cm。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。

Claims (8)

1.一种天然有色纳米纤维膜的制备方法，其特征在于：包括步骤：
S1：用电子称称取5g～10g的天然植物染料原料用20g～80g的去离子水浸泡12h～24h，加热、煮沸20min～60min，用网筛过滤得到提取液；
S2：称取2g～8g的聚合物，溶解到20g～110g的提取液中，得到纺丝溶液；
S3:采用气泡静电纺丝技术得到天然有色纳米纤维膜。
2.根据权利要求1所述的天然有色纳米纤维膜的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，天然植物染料通过水从苏木或栀子或洛神花中提取。
3.根据权利要求1所述的天然有色纳米纤维膜的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中聚合物的溶剂为水，聚合物为聚乙烯醇或聚乙烯吡咯烷酮或淀粉。
4.根据权利要求1所述的天然有色纳米纤维膜的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中天然植物染料的提取液能直接用于溶解聚合物，得到能够气泡纺丝的纺丝液。
5.根据权利要求1所述的天然有色纳米纤维膜的制备方法，其特征在于：所述步骤S3中进行气泡静电纺丝具体步骤包括：
S31：将配置好的纺丝溶液倒入储液器中并注入气体，使之产生气泡；
S32：将储液器和接收板分别连接直流高压电源的正负极，接收板用铝箔覆盖；
S33：打开高压电源并调节电压开始纺丝实验；
S34：待实验结束后，调零高压电源并切断电源，然后取下接收板铝箔上收集到的纤维和纤维膜制品。
6.根据权利要求5所述的天然有色纳米纤维膜的制备方法，其特征在于：所述步骤S31中，通过产生的气泡在高压静电下形成射流。
7.根据权利要求5所述的天然有色纳米纤维膜的制备方法，其特征在于：所述步骤S32中进行气泡静电纺丝时，接收板和气泡之间的距离调节范围为20-30cm。
8.根据权利要求5所述的天然有色纳米纤维膜的制备方法，其特征在于：所述步骤S33中进行气泡静电纺丝时，电压调节范围为15-30kv。
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