一种电纺珠串纤维的自组装制备方法

摘要

本发明公开了一种电纺珠串纤维的自组装制备方法，属于化学、材料技术领域。本发明受到蜘蛛丝在湿环境下能够自组装成纺锤结构的启发，利用静电纺丝设备制备一种人造纤维，并用铝支架接收，形成人造纤维表面附着有纳米颗粒的结构，再进一步使所述的人造纤维在湿环境下自组装成微米级“珠串”结构。本发明提供的珠串纤维的自组装制备方法，制作过程比较简单，成本较低，可操作性强，适用于大规模生产；自组装后的纤维性质稳定，具有长久实用性；可用于淡水收集和减少雾气，解决沙漠、荒地的严重缺水问题，以及机场、路灯和信号灯周围水汽的驱散。

主权项

一种电纺珠串纤维的自组装制备方法，其特征在于包括以下步骤：第一步，静电纺丝原料的准备：将纯度为99％以上的N,N‑二甲基甲酰胺和纯度为99％以上的有机高分子聚合物按比例均匀混合，在水浴中搅拌，得到无色透明的粘稠液体混合物；所述的有机高分子聚合物为：聚偏二氟乙烯、聚苯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇和聚甲基丙烯酸甲酯；当所述的有机高分子聚合物为聚偏二氟乙烯、聚苯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯吡咯烷酮或聚乙二醇中的任意一种时，所述有机高分子聚合物的质量分数为5～20％；当所述有机高分子聚合物为聚甲基丙烯酸甲酯时，所述有机高分子聚合物的质量分数为2～10％；第二步，人造纤维的制备：将接收支架放置于静电纺丝装置内，用注射器吸取第一步所得的混合物置于注射泵上，以1～10mL/h的流速，在10kV～20kV的直流电压下电纺，所得产物用支架接收，纺丝期间，针头在支架上方以1～18mm·s^‑1水平移动，10s后，将支架取出，得到人造纤维；所述人造纤维表面具有纳米颗粒；所述的静电纺丝平均流速为2～5mL/h；所述静电纺丝平均针头移动速度为5mm·s^‑1～16mm·s^‑1；第三步，自组装“珠串”纤维的制备：室温下将接收人造纤维的支架放置在接触角仪器的水平台上，打开超声波加湿器，使水汽分布于人造纤维上空，至人造纤维上出现均匀分布的球形水滴时关闭加湿器；待水滴蒸发后，在水滴中心部位观测到微米级自组装“珠串”结构，至此得到自组装珠串纤维。