專(zhuān)利名稱(chēng)：一種聚合物超細(xì)纖維濕法靜電紡絲方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬靜電紡絲領(lǐng)域，特別是涉及一種聚合物超細(xì)纖維濕法靜電紡絲方法。
背景技術(shù)：
靜電紡絲即是高聚物熔體或溶液在外加電場(chǎng)作用下連續(xù)生成直徑在納米至微米級(jí)超 細(xì)纖維的過(guò)程。
目前已經(jīng)公開(kāi)得到靜電紡絲方法主要為干法靜電紡絲。其特點(diǎn)為紡絲溶液的配制選 用的溶劑多為揮發(fā)性有機(jī)溶劑，如丙酮、苯、二氯甲烷、DMF、 DMAc等，紡絲過(guò)程中， 以空氣為紡絲介質(zhì)，在--定的紡絲溫度、 一定的靜電壓以及一定的紡絲距離下，以接收板 或旋轉(zhuǎn)滾筒作為接收裝置，通過(guò)紡絲體系發(fā)生相分離析出高聚物，不經(jīng)任何凝固浴，直接 收集所紡獲得纖維，最后經(jīng)洗滌去除溶劑并干燥后得最終纖維。而已經(jīng)公開(kāi)的濕法靜電紡 絲法的實(shí)質(zhì)為干噴濕紡靜電紡絲，即保持一定距離的空氣介質(zhì)干紡區(qū)，纖維紡入凝固浴中 成纖，如CN 1712582A涉及的濕法紡絲技術(shù)。該方法的局限性在于其對(duì)紡絲溶液的溶劑有 特定要求，不能具有揮發(fā)性。而采用傳統(tǒng)方法靜電紡絲過(guò)程中， 一定毒性的有機(jī)溶劑揮發(fā)， 一方面造成原料的浪費(fèi)，另一方面有毒物質(zhì)在空氣中導(dǎo)致環(huán)境污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種聚合物超細(xì)纖維濕法靜電紡絲方法，該方法提 高了溶劑的回收率和循環(huán)利用率，有利于增加可紡聚合物種類(lèi)，拓展靜電紡絲超細(xì)纖維的 應(yīng)用領(lǐng)域，具有十分廣闊的工業(yè)化應(yīng)用前景。
本發(fā)明的一種聚合物超細(xì)纖維濕法靜電紡絲方法，包括
將聚合物溶解于有機(jī)溶劑，制備(5-60)質(zhì)量％的均勻的紡絲溶液，無(wú)空氣干紡區(qū)， 將噴絲頭的出口完全浸沒(méi)于紡絲介質(zhì)中，保證纖維固化過(guò)程處于液體紡絲介質(zhì)中，纖維收 集器可置于紡絲介質(zhì)或空氣介質(zhì)中，紡絲介質(zhì)溫度為0°C-65°C，在lkV-200kV的靜電壓下 紡絲溶液從浸沒(méi)于紡絲介質(zhì)中的噴絲孔中射出，形成射流并固化，最終收集獲得超細(xì)纖維。
所述的聚合物為可成纖高聚物，聚羥基丁酸戊酸共聚酯(PHBV)、 二醋酸纖維素或聚 丙烯腈纖維(PAN)，纖維素。
所述的有機(jī)溶劑易溶于紡絲介質(zhì)，為CH3C1、 CH2C12， CHC13， C2H4C12，丙酮、N，N-二甲基甲酰胺(DMF)或NMMO。
所述的紡絲介質(zhì)為各種粘度的絕緣液體物質(zhì)，并同時(shí)作為紡絲凝固浴，選自硅油，礦 物油，食用油脂，戊烷、己烷，環(huán)己烷，庚烷，辛烷，壬烷，癸烷，十一垸，十二烷，戊烯、己烯，環(huán)己烯，庚烯，辛烯，壬烯，癸烯，十一烯，十二烯，苯，甲苯，二甲苯，乙 苯，二乙苯，甲基乙苯，聯(lián)苯，石蠟，氯化石蠟，二氯庚烷，三氯戊烷，氯化芳香烴或高 級(jí)脂肪酸及其酯。
洗滌除去靜電紡絲纖維氈表面的紡絲介質(zhì)，選用與靜電紡絲介質(zhì)互溶，但不溶所紡聚 合物的溶劑。
靜電紡絲后，可選用與靜電紡絲介質(zhì)互溶，但不溶所紡聚合物的溶劑，洗滌除去靜電 紡絲纖維氈表面的紡絲介質(zhì)。
紡絲過(guò)程中擴(kuò)散到紡絲介質(zhì)中的紡絲液溶劑，可通過(guò)對(duì)其分餾進(jìn)行回收，歩驟如下
選擇適當(dāng)?shù)臒嵩〖訜峒徑z介質(zhì)與溶劑混合物，使溫度平穩(wěn)上升，直至所有溶劑組分分 餾，剩余純凈的紡絲介質(zhì)；溶劑、液體紡絲介質(zhì)均可循環(huán)利用。
適合濕法靜電紡絲的液體紡絲介質(zhì)具有如下特點(diǎn)
(1) 一般呈無(wú)色，且無(wú)味、無(wú)毒、不易揮發(fā)；
(2) 具有良好的耐熱性，在溫度12(TC時(shí)，仍保持熱穩(wěn)定性；
G)具有很好的電絕緣性，在紡絲條件的靜電作用下，幾乎不產(chǎn)生電流，且隨著溶 劑混入，仍能保持良好的電絕緣性；
(4)室溫下表面張力不高于100mN/m，有利于靜電力克服表面張力，促使纖維成形。 本方法可以解決傳統(tǒng)干法、干噴濕紡靜電紡絲工藝中出現(xiàn)的問(wèn)題，提高溶劑的回收率 和循環(huán)利用率，同時(shí)，有利于增加可紡聚合物種類(lèi)，拓展靜電紡絲超細(xì)纖維的應(yīng)用領(lǐng)域， 本發(fā)明的濕法靜電紡絲方法具有十分廣闊的工業(yè)化應(yīng)用前景。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一歩闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明而 不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人 員可以對(duì)本發(fā)明做各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書(shū)所限定 的范圍。
實(shí)施例1
稱(chēng)取lgPHBV，將其溶解于9gCH3Cl中，充分?jǐn)嚢?，使其充分溶解，得到均勻?0% PHBV/CH3C1紡絲溶液。
然后釆用濕法靜電紡絲法。噴絲孔直徑為0.7mm，將噴絲口浸于100cs二甲基硅油紡 絲介質(zhì)中，將鋁箔接收板置于紡絲介質(zhì)中，保持接受距離10cm。紡絲介質(zhì)溫度25'C，靜 電壓6kV下開(kāi)始靜電紡絲，即獲得纖維連續(xù)的纖維氈。靜電紡絲獲得纖維氈用乙酸乙酯做洗滌后處理，洗滌3-5次，用真空干燥箱干燥，最 后獲得纖維直徑約20um的纖維氈。
將紡絲介質(zhì)和溶劑混合液體進(jìn)行常壓分餾，收集70。C下餾分CH3C1，剩余液體為二甲 基硅油，紡絲介質(zhì)和溶劑均可循環(huán)利用。
實(shí)施例2
稱(chēng)取lg 二醋酸纖維素，將其溶解于9g丙酮中，充分?jǐn)嚢?，使其充分溶解，得到?勻的10%二醋酸纖維素/丙酮紡絲溶液。
然后采用濕法靜電紡絲法。噴絲孔直徑為0.7mm，將噴絲口浸于10cs三乙酸甘油酯紡 絲介質(zhì)中，將輥筒接受器置于紡絲介質(zhì)中，保持接受距離10cm，輥筒轉(zhuǎn)速500m/min。紡 絲介質(zhì)溫度25"C，靜電壓10kV下開(kāi)始靜電紡絲，即獲得纖維連續(xù)的纖維氈。
靜電紡絲獲得纖維氈用乙醇做洗滌后處理，洗滌3-5次，用真空干燥箱干燥，最后獲 得纖維直徑約10um的纖維氈。
將紡絲介質(zhì)和溶劑混合液體進(jìn)行常壓分餾，收集6(TC下餾分丙酮，剩余液體為三乙酸 甘油酯，紡絲介質(zhì)和溶劑均可循環(huán)利用。
實(shí)施例3
稱(chēng)取lgPAN，將其溶解于9gDMF中，充分?jǐn)嚢?，使其充分溶解，得到均勻?0% PAN/DMF紡絲溶液。
然后采用濕法靜電紡絲法。噴絲孔直徑為lmm，將噴絲口傾斜向上45。浸于20cs純凈 高級(jí)脂肪酸紡絲介質(zhì)中，將輥筒接收器置于距紡絲介質(zhì)上方5cm的空氣中，保持總接受距 離10cm，輥筒轉(zhuǎn)速500m/min。紡絲介質(zhì)溫度25。C，靜電壓10kV下丌始靜電紡絲，即獲 得纖維連續(xù)的單絲。
靜電紡絲獲得纖維氈用乙醇做洗滌后處理，洗漆3-5次，用真空干燥箱干燥，最后獲 得纖維直徑約10um的纖維氈。
將紡絲介質(zhì)和溶劑混合液體進(jìn)行減壓分餾，收集160。C下餾分DMF，剩余液體為高級(jí) 脂肪酸，紡絲介質(zhì)和溶劑均可循環(huán)利用。
權(quán)利要求
1. 一種聚合物超細(xì)纖維濕法靜電紡絲方法，包括將聚合物溶解于有機(jī)溶劑，制備2-60質(zhì)量％的均勻的紡絲溶液，無(wú)空氣干紡區(qū)，將噴絲頭的出口完全浸沒(méi)于紡絲介質(zhì)中，保證纖維固化過(guò)程處于液體紡絲介質(zhì)中，纖維收集器置于紡絲介質(zhì)或空氣介質(zhì)中，紡絲介質(zhì)溫度為0℃-65℃，在1kV-200kV的靜電壓下紡絲溶液從浸沒(méi)于紡絲介質(zhì)中的噴絲孔中射出，形成射流并固化，收集獲得超細(xì)纖維。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種所述的一種聚合物超細(xì)纖維濕法靜電紡絲方法，其特征在于 所述的聚合物為可成纖高聚物，聚羥基丁酸戊酸共聚酯PHBV、 二醋酸纖維素或聚丙烯腈 纖維PAN、纖維素。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種所述的一種聚合物超細(xì)纖維濕法靜電紡絲方法，其特征在于 所述的有機(jī)溶劑易溶于紡絲介質(zhì)，為CH3C1、丙酮、N，N-二甲基甲酰胺DMF或NMMO。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種所述的一種聚合物超細(xì)纖維濕法靜電紡絲方法，其特征在于 所述的紡絲介質(zhì)為硅油，礦物油，食用油脂，戊垸、己烷，環(huán)己烷，庚垸，辛烷，壬烷， 癸烷，十一垸，十二烷，戊烯、己烯，環(huán)己烯，庚烯，辛烯，壬烯，癸烯，十一烯，十二 烯，苯，甲苯，二甲苯，乙苯，二乙苯，甲基乙苯，聯(lián)苯，石蠟，氯化石蠟，二氯庚烷，三氯戊烷，氯化芳香烴或高級(jí)脂肪酸及其酯。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種所述的一種聚合物超細(xì)纖維濕法靜電紡絲方法，其特征在于 洗滌除去靜電紡絲纖維氈表面的紡絲介質(zhì)，選用與靜電紡絲介質(zhì)互溶，但不溶所紡聚合物 的溶劑。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種所述的一種聚合物超細(xì)纖維濕法靜電紡絲方法，其特征在于靜電紡絲后，選用與靜電紡絲介質(zhì)互溶，但不溶所紡聚合物的溶劑，洗滌除去靜電紡絲纖 維氈表面的紡絲介質(zhì)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種所述的一種聚合物超細(xì)纖維濕法靜電紡絲方法，其特征在于靜電紡絲過(guò)程中擴(kuò)散到紡絲介質(zhì)中的紡絲液溶劑，通過(guò)對(duì)其分餾，進(jìn)行回收，溶劑、液體 紡絲介質(zhì)均可循環(huán)利用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種聚合物超細(xì)纖維濕法靜電紡絲方法，包括將聚合物溶解于有機(jī)溶劑，制備(2-60)質(zhì)量％的均勻的紡絲溶液，將噴絲頭的出口完全浸沒(méi)于紡絲介質(zhì)中，保證纖維固化過(guò)程處于液體紡絲介質(zhì)中，纖維收集器可置于紡絲介質(zhì)或空氣介質(zhì)中，紡絲介質(zhì)溫度為0℃-65℃，在1kV-200kV的靜電壓下紡絲溶液從浸沒(méi)于紡絲介質(zhì)中的噴絲孔中射出，形成射流并固化，收集。該方法提高了溶劑的回收率和循環(huán)利用率，有利于增加可紡聚合物種類(lèi)，拓展靜電紡絲超細(xì)纖維的應(yīng)用領(lǐng)域，具有十分廣闊的工業(yè)化應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)D01D5/00GK101445963SQ20081020740
公開(kāi)日2009年6月3日 申請(qǐng)日期2008年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月19日
發(fā)明者昊 俞, 朱樹(shù)琦, 朱美芳, 冰 遲, 陳彥模 申請(qǐng)人:東華大學(xué)