本發(fā)明屬于高分子材料加工領(lǐng)域，更具體說，本發(fā)明涉及一種靜電紡絲制備纖維的方法。

背景技術(shù)：

靜電紡絲技術(shù)是一種利用高壓靜電場(chǎng)將高分子溶液制備成微、納米級(jí)纖維的技術(shù)。由于制得的纖維膜具有高比表面積、高孔隙率等優(yōu)點(diǎn)，使其在生物醫(yī)學(xué)、新能源應(yīng)用，靈敏傳感器等領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。近年來，實(shí)驗(yàn)參數(shù)的優(yōu)化與改變制備出了各種新型結(jié)構(gòu)的纖維。像改變紡絲液狀態(tài)(乳液等)得空心結(jié)構(gòu)纖維，改變接收裝置(平行磁鐵等)得平行排列纖維，后處理(熱解等)得豌豆?fàn)罾w維等等。微流控技術(shù)是用尺寸數(shù)十或數(shù)百微米的微管道，制備出小尺寸的均一微球，其在改變紡絲液狀態(tài)方面有著無可替代的優(yōu)勢(shì)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種將微流控技術(shù)與靜電紡絲相結(jié)合，制備多級(jí)結(jié)構(gòu)高分子超細(xì)纖維的方法。

本發(fā)明中的一種微流控-靜電紡絲制備多級(jí)結(jié)構(gòu)高分子超細(xì)纖維的方法，主要包括以下步驟：

1)油溶性的高分子溶于有機(jī)溶劑中得油相，另將水溶性物質(zhì)溶于水中得有一定粘度的水相；

2)將油相溶液、水相溶液分別以一定速度推入玻璃毛細(xì)管微流控裝置，制成油包水型的乳液型電紡液，其中，所述的水相推進(jìn)速度為0.1-1.5毫升/小時(shí)，油相推進(jìn)速度為1-3毫升/小時(shí)；

3)在乳液出口處施加靜電高壓，靜電紡絲成超細(xì)纖維，其中，紡絲電壓為15-25千伏，紡絲溫度為20-30攝氏度，紡絲距離為15-20厘米。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：將微流控技術(shù)與靜電紡絲技術(shù)有機(jī)結(jié)合后，再配合上適當(dāng)?shù)挠退畠上?，便可制得一種具有多級(jí)結(jié)構(gòu)的超細(xì)纖維，纖維內(nèi)部均勻分布著大小相等的腔室。與傳統(tǒng)乳液電紡相比，具有更高的穩(wěn)定性和可控性。并且通過對(duì)相關(guān)參數(shù)的調(diào)整，實(shí)現(xiàn)了纖維微觀結(jié)構(gòu)的相對(duì)調(diào)控。此種纖維由于其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和可控的制備方法，使其具有良好的力學(xué)性能、吸儲(chǔ)水性能和裝載親疏水物質(zhì)的能力。油水兩相中使用的溶質(zhì)安全無毒，使制得的纖維膜具有良好的生物相容性和可降解性。

本發(fā)明中使用的高分子為聚乳酸、聚己內(nèi)酯、聚乳酸-羥基乙酸共聚物、聚乙二醇-聚乳酸共聚物、聚乙二醇、葡聚糖、聚乙烯醇等。它們都具有良好的生物相容性和可降解性，對(duì)人體和環(huán)境無危害。本發(fā)明中使用的有機(jī)溶劑為二氯甲烷、乙酸乙酯、碳酸二甲酯等。

附圖說明

圖1為微流控和靜電紡絲結(jié)合裝置制備多級(jí)結(jié)構(gòu)超細(xì)纖維示意圖。

圖2為玻璃毛細(xì)管微流控裝置內(nèi)部示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳盡說明。以下通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的具體描述。有必要在此指出的是以下實(shí)施例只用于對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明，不能理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，該領(lǐng)域技術(shù)熟練人員根據(jù)上述本發(fā)明內(nèi)容對(duì)本發(fā)明做出一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整，仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

實(shí)施例1

1)將3克聚乳酸與10毫升碳酸二甲酯混合，磁力攪拌12小時(shí)使其混合均勻，即得玻璃毛細(xì)管微流控裝置中的油相。將2克葡聚糖與10毫升蒸餾水混合，磁力攪拌12小時(shí)使其混合均勻，即得微流控中的水相。

2)水相以0.5毫升/小時(shí)的速度通入錐形管中，油相以1.5毫升/小時(shí)的速度通入方形管中，便可在另一根圓形收集管中得到包含大小均一、間距相等的微球的乳液。其中微球的大小和間距可以通過對(duì)油、水兩相推速的改變來調(diào)整。

3)在微流控出口處直接施加高壓靜電，將上述制得的乳液直接電紡，便可得到具有多級(jí)結(jié)構(gòu)的超細(xì)纖維。其中紡絲電壓20千伏，溫度為25攝氏度，纖維接收距離15厘米。

纖維基體是在靜電場(chǎng)下被拉伸的聚乳酸高分子，直徑1微米左右。而纖維的內(nèi)部分布著大小和間距都相似的橢圓形腔室，它們是在靜電場(chǎng)下被電噴的葡聚糖水溶液，同時(shí)又被纖維基體包裹住，從而形成了此種具有多級(jí)結(jié)構(gòu)的高分子超細(xì)纖維。

實(shí)施例2

本例與實(shí)施例1類似，不同之處在于將2.6克甘油與0.5毫升蒸餾水混合，渦旋10分鐘，靜置2小時(shí)，得微流控中水相。其余參數(shù)與制備方法與實(shí)施例1相同。

實(shí)施例3

本例與實(shí)施例1類似，不同之處在于將2可聚乳酸與10毫升碳酸二甲酯混合，磁力攪拌12小時(shí)使其混合均勻。得微流控中油相。其余參數(shù)與制備方法與實(shí)施例1相同。

實(shí)施例4

本例與實(shí)施例1類似，不同之處在于將3克聚乳酸-羥基乙酸共聚物與10毫升碳酸二甲酯混合，磁力攪拌12小時(shí)使其混合均勻，得微流控中油相。油相推速1.8毫升/小時(shí)。其余參數(shù)與制備方法與實(shí)施例1相同。

實(shí)施例5

本例與實(shí)施例1類似，不同之處在于將3克聚乙二醇-聚乳酸共聚物與10毫升乙酸乙酯混合，磁力攪拌12小時(shí)使其混合均勻，得微流控中油相。油相推速2毫升/小時(shí)。其余參數(shù)與制備方法與實(shí)施例1相同。

實(shí)施例6

本例與實(shí)施例1類似，不同之處在于將3克聚己內(nèi)酯與10毫升二氯甲烷混合，磁力攪拌12小時(shí)使其混合均勻，得微流控中油相。油相推速2毫升/小時(shí)。其余參數(shù)與制備方法與實(shí)施例1相同。

實(shí)施例7

本例與實(shí)施例1類似，不同之處在于將3克葡聚糖與10毫升蒸餾水混合，磁力攪拌12小時(shí)以混合均勻，得微流控中水相。水相推速為0.2毫升/小時(shí)。其余參數(shù)與制備方法與實(shí)施例1相同。

實(shí)施例8

本例與實(shí)施例1類似，不同之處在于將2克聚乙二醇與2毫升蒸餾水混合，磁力攪拌12小時(shí)以混合均勻，得微流控中水相。水相推速為0.2毫升/小時(shí)。油相推速為2毫升/小時(shí)。其余參數(shù)與制備方法與實(shí)施例1相同。

實(shí)施例9

本例與實(shí)施例1類似，不同之處在于將5克聚乙烯醇與50毫升蒸餾水混合，85攝氏度水浴下磁力攪拌12小時(shí)以混合均勻，得微流控中水相。水相推速為0.8毫升/小時(shí)，油相推速為2.5毫升/小時(shí)。其余參數(shù)與制備方法與實(shí)施例1相同。

本發(fā)明中靜電紡絲技術(shù)參數(shù)：(1)紡絲電壓：15-25千伏；(2)紡絲溫度：20-30攝氏度；(3)紡絲距離：15-20厘米。微流控技術(shù)參數(shù)：(1)水相推速：0.1-1.5毫升/小時(shí)；(2)油相推速：1-3毫升/小時(shí)。