CN109957852A - 一种复合纳米纤维静电纺丝工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种复合纳米纤维静电纺丝工艺，包括步骤如下：S1、将纤维聚合物进行分拣破碎处理；S2、将步骤S1破碎后纤维聚合物通过双氧水进行脱色处理；S3、将步骤S2脱色后纤维聚合物进行水洗处理，用去离子水洗干净，烘干去除水分；S4、将纤维聚合物进行溶解处理；S5、采用静电纺丝技术对溶液进行纺丝，获得纳米纤维，本发明的有益效果如下：该工艺采用常规静电纺丝，能够采用废旧的纤维材料作原料，经过简单的工艺步骤即可制出混合静电纺丝液，能够较容易地制备出直径较低的复合纳米纤维产品，较为简单的溶剂和分离方法可以适用于多种聚合物纳米纤维，原料廉价易得，成本低廉，绿色环保。

Description

一种复合纳米纤维静电纺丝工艺
技术领域
本发明公开了一种复合纳米纤维静电纺丝工艺，属于纺织工艺技术领域。
背景技术
静电纺丝技术是指聚合物溶液或熔体在高压静电场力作用下发生喷射拉伸，经溶剂挥发或冷却固化，得到纤维状材料的一种方法。静电纺丝相对于其他常规纺丝工艺最主要的特点是可得到比表面积大、孔隙率高、孔径小、长径比大的纳米纤维，在细胞培养，环境保护与治理等领域均有显著意义。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种复合纳米纤维静电纺丝工艺。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种复合纳米纤维静电纺丝工艺，包括步骤如下：
S1、将纤维聚合物进行分拣破碎处理；
S2、将步骤S1破碎后纤维聚合物通过双氧水进行脱色处理；
S3、将步骤S2脱色后纤维聚合物进行水洗处理，用去离子水洗干净，烘干去除水分；
S4、将纤维聚合物进行溶解处理：
A、将聚丙烯腈与N,N-二甲基甲酰胺置于容器内，于常温下搅拌至聚丙烯腈完全溶解于N,N-二甲基甲酰胺中，得到聚丙烯腈溶液；
B、将醋酸丁酸纤维素与N,N-二甲基甲酰胺和丙酮置于容器内，于常温下搅拌至醋酸丁酸纤维素完全溶解，得到醋酸丁酸纤维素溶液；
C、称取聚丙烯腈溶液和醋酸丁酸纤维素溶液置于容器内，常温下搅拌后得到混合静电纺丝液；
S5、采用静电纺丝技术对溶液进行纺丝，获得复合纳米纤维：
D、混合静电纺丝液装入体积为10mL的注射器中，纺丝针头采用21号不锈钢针头，精密注射泵控制纺丝速度在1.5mL/h，高压电源控制电压在15kV，空气压缩机控制辅助气体的压强在80～200kpa；
E、在静电纺丝的接收装置上进行纺丝，制备出无序排列的纳米纤维。
作为优选，所述步骤S4中混合静电纺丝液的浓度为12％～15％。
作为优选，所述步骤S5中调节环境湿度为20～50％，温度为20～50℃，纺丝针头内径为0.2～2mm，接收距离为10～20cm。
作为优选，所述步骤S2中的双氧水浓度为20-30％。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明中，该工艺采用常规静电纺丝，能够采用废旧的纤维材料作原料，经过简单的工艺步骤即可制出混合静电纺丝液，能够较容易地制备出直径较低的纳米纤维产品，较为简单的溶剂和分离方法可以适用于多种聚合物纳米纤维，原料廉价易得，成本低廉，绿色环保。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。
实施例一
一种复合纳米纤维静电纺丝工艺，包括步骤如下：
S1、将纤维聚合物进行分拣破碎处理；
S2、将步骤S1破碎后纤维聚合物通过双氧水进行脱色处理；
S3、将步骤S2脱色后纤维聚合物进行水洗处理，用去离子水洗干净，烘干去除水分；
S4、将纤维聚合物进行溶解处理：
A、将聚丙烯腈与N,N-二甲基甲酰胺置于容器内，于常温下搅拌至聚丙烯腈完全溶解于N,N-二甲基甲酰胺中，得到聚丙烯腈溶液；
B、将醋酸丁酸纤维素与N,N-二甲基甲酰胺和丙酮置于容器内，于常温下搅拌至醋酸丁酸纤维素完全溶解，得到醋酸丁酸纤维素溶液；
C、称取聚丙烯腈溶液和醋酸丁酸纤维素溶液置于容器内，常温下搅拌后得到混合静电纺丝液；
S5、采用静电纺丝技术对溶液进行纺丝，获得纳米纤维：
D、混合静电纺丝液装入体积为10mL的注射器中,纺丝针头采用21号不锈钢针头，精密注射泵控制纺丝速度在1.5mL/h,高压电源控制电压在15kV,空气压缩机控制辅助气体的压强在80kpa；
E、在静电纺丝的接收装置上进行纺丝，制备出无序排列的纳米纤维，纺丝过程顺畅，所得纤维连续，表面光滑，且纤维间很少有黏连，具有较好的可纺性。
其中，所述步骤S4中混合静电纺丝液的浓度为12％。
其中，所述步骤S5中调节环境湿度为20％，温度为20℃，纺丝针头内径为0.2mm，接收距离为10cm。
其中，所述步骤S2中的双氧水浓度为20％。
实施例二
一种复合纳米纤维静电纺丝工艺，包括步骤如下：
S1、将纤维聚合物进行分拣破碎处理；
S2、将步骤S1破碎后纤维聚合物通过双氧水进行脱色处理；
S3、将步骤S2脱色后纤维聚合物进行水洗处理，用去离子水洗干净，烘干去除水分；
S4、将纤维聚合物进行溶解处理：
A、将聚丙烯腈与N,N-二甲基甲酰胺置于容器内，于常温下搅拌至聚丙烯腈完全溶解于N,N-二甲基甲酰胺中，得到聚丙烯腈溶液；
B、将醋酸丁酸纤维素与N,N-二甲基甲酰胺和丙酮置于容器内，于常温下搅拌至醋酸丁酸纤维素完全溶解，得到醋酸丁酸纤维素溶液；
C、称取聚丙烯腈溶液和醋酸丁酸纤维素溶液置于容器内，常温下搅拌后得到混合静电纺丝液；
S5、采用静电纺丝技术对溶液进行纺丝，获得纳米纤维：
D、混合静电纺丝液装入体积为10mL的注射器中,纺丝针头采用21号不锈钢针头，精密注射泵控制纺丝速度在1.5mL/h,高压电源控制电压在15kV,空气压缩机控制辅助气体的压强在200kpa；
E、在静电纺丝的接收装置上进行纺丝，制备出无序排列的纳米纤维，纺丝过程顺畅，所得纤维连续，表面光滑，且纤维间很少有黏连，具有较好的可纺性。
其中，所述步骤S4中混合静电纺丝液的浓度为15％。
其中，所述步骤S5中调节环境湿度为50％，温度为50℃，纺丝针头内径为0.2mm，接收距离为20cm。
其中，所述步骤S2中的双氧水浓度为30％。
实施例三
一种复合纳米纤维静电纺丝工艺，包括步骤如下：
S1、将纤维聚合物进行分拣破碎处理；
S2、将步骤S1破碎后纤维聚合物通过双氧水进行脱色处理；
S3、将步骤S2脱色后纤维聚合物进行水洗处理，用清水洗干净，烘干去除水分；
S4、将纤维聚合物进行溶解处理：
A、将聚丙烯腈与N,N-二甲基甲酰胺置于容器内，于常温下搅拌至聚丙烯腈完全溶解于N,N-二甲基甲酰胺中，得到聚丙烯腈溶液；
B、将醋酸丁酸纤维素与N,N-二甲基甲酰胺和丙酮置于容器内，于常温下搅拌至醋酸丁酸纤维素完全溶解，得到醋酸丁酸纤维素溶液；
C、称取聚丙烯腈溶液和醋酸丁酸纤维素溶液置于容器内，常温下搅拌后得到混合静电纺丝液；
S5、采用静电纺丝技术对溶液进行纺丝，获得纳米纤维：
D、混合静电纺丝液装入体积为10mL的注射器中,纺丝针头采用21号不锈钢针头，精密注射泵控制纺丝速度在1.5mL/h,高压电源控制电压在15kV,空气压缩机控制辅助气体的压强在150kpa；
E、在静电纺丝的接收装置上进行纺丝，制备出无序排列的纳米纤维，所得纤维连续，表面光滑，且纤维间很少有黏连，具有较好的可纺性。
其中，所述步骤S4中混合静电纺丝液的浓度为14％。
其中，所述步骤S5中调节环境湿度为35％，温度为35℃，纺丝针头内径为1.5mm，接收距离为15cm。
其中，所述步骤S2中的双氧水浓度为25％。
本发明的有益效果如下：该工艺采用常规静电纺丝，能够采用废旧的纤维材料作原料，经过简单的工艺步骤即可制出混合静电纺丝液，能够较容易地制备出直径较低的复合纳米纤维产品，较为简单的溶剂和分离方法可以适用于多种聚合物纳米纤维，原料廉价易得，成本低廉，绿色环保。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种复合纳米纤维静电纺丝工艺，其特征在于，包括步骤如下：
S1、将纤维聚合物进行分拣破碎处理；
S2、将步骤S1破碎后纤维聚合物通过双氧水进行脱色处理；
S3、将步骤S2脱色后纤维聚合物进行水洗处理，用去离子水洗干净，烘干去除水分；
S4、将纤维聚合物进行溶解处理：
A、将聚丙烯腈与N,N-二甲基甲酰胺置于容器内，于常温下搅拌至聚丙烯腈完全溶解于N,N-二甲基甲酰胺中，得到聚丙烯腈溶液；
B、将醋酸丁酸纤维素与N,N-二甲基甲酰胺和丙酮置于容器内，于常温下搅拌至醋酸丁酸纤维素完全溶解，得到醋酸丁酸纤维素溶液；
C、称取聚丙烯腈溶液和醋酸丁酸纤维素溶液置于容器内，常温下搅拌后得到混合静电纺丝液；
S5、采用静电纺丝技术对溶液进行纺丝，获得纳米纤维：
D、混合静电纺丝液装入体积为10mL的注射器中，纺丝针头采用21号不锈钢针头，精密注射泵控制纺丝速度在1.5mL/h，高压电源控制电压在15kV，气压缩机控制辅助气体的压强在80～200kpa；
E、在静电纺丝的接收装置上进行纺丝，制备出无序排列的纳米纤维。
2.根据权利要求1所述的一种复合纳米纤维静电纺丝工艺，其特征在于：所述步骤S4中混合静电纺丝液的浓度为12％～15％。
3.根据权利要求1所述的一种复合纳米纤维静电纺丝工艺，其特征在于：所述步骤S5中调节环境湿度为20～50％，温度为20～50℃，纺丝针头内径为0.2～2mm，接收距离为10～20cm。
4.根据权利要求1所述的一种复合纳米纤维静电纺丝工艺，其特征在于：所述步骤S2中的双氧水浓度为20-30％。
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