[发明专利]通过连续微米层的共挤出来制备微米和纳米纤维在审
申请号: | 201380019797.3 | 申请日: | 2013-04-15 |
公开(公告)号: | CN104245309A | 公开(公告)日: | 2014-12-24 |
发明(设计)人: | E·贝尔;D·朗;J·王 | 申请(专利权)人: | 卡斯西部储备大学 |
主分类号: | B32B27/08 | 分类号: | B32B27/08;B32B37/00;B29C47/06;C08J5/18 |
代理公司: | 余姚德盛专利代理事务所(普通合伙) 33239 | 代理人: | 郑洪成 |
地址: | 美国俄*** | 国省代码: | 暂无信息 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 通过 连续 微米 出来 制备 纳米 纤维 | ||
多层聚合物复合物膜,包括:形成聚合物基质的第一聚合物材料;以及和所述第一聚合物材料共挤出的第二聚合物材料。所述第二聚合物材料形成多个嵌入所述聚合物基质的纤维。所述纤维具有矩形横截面。
相关申请
本申请要求2012年4月13日提交的美国临时申请序列No.61/623,604的权益,其主题通过引用的方式全部并入。
技术领域
本发明涉及聚合物,具体地涉及共挤出的多层聚合物膜、微米层和纳米纤维,所述多层聚合物膜从支架分离。
背景技术
聚合物纤维可以用在不同的应用,例如膜和强化材料。制备这些纤维的现有技术的方法包括聚合物溶液或熔体的电纺丝。更具体地,所述纤维通过使聚合物从溶液或熔体在高压下电纺丝出来而获得。然而,该方法的应用是受限的,因为必须找到合适的溶剂,并且必须使用高压,这导致生产成本较高。而且,通过电纺丝制备的纤维的尺寸、材料和横截面都是受限的。因此,现有技术需要这样一种制备聚合物纤维的方法,该方法允许以较低成本得到大范围的纤维组合物。
发明概述
依照本发明,多层聚合物复合物膜包含:形成聚合物基质的第一聚合物材料;和第二聚合物材料,其和所述第一聚合物材料共挤出。第二聚合物材料形成嵌入所述聚合物基质的多个纤维。所述纤维具有矩形横截面。
依照本发明的另一方面,一种制备聚合物纤维的方法,包括:将第一聚合物材料和第二聚合物材料共挤出,以形成共挤出的聚合物膜,所述聚合物膜具有离散重叠的聚合物材料层。将重叠的层进行层叠,以形成多层复合物膜。使所述第一聚合物材料和所述第二聚合物材料分离,以形成多个第一聚合物材料纤维,所述纤维具有矩形横截面。
依照本发明的另一方面,一种从复合物流制备的纤维,所述复合物流包含离散重叠的聚合物材料层,一对这种离散重叠的层限定通常平坦的层界面,所述界面中设置x-y-z坐标系的x-y平面。所述y-轴沿着第一复合物流的流动的通常方向延伸,所述x-轴沿着第一复合物流横向延伸,并且限定所述层界面的横向维度,以及所述z-轴沿着所述成对的离散重叠的层的厚度方向远离所述平坦的层界面垂直延伸。
在一些实施方案中,所述纤维可以包含:聚合物材料,其沿着y-轴纵向延伸,并且具有这样的矩形横截面:沿着所述z-轴约0.1μm至约0.4μm,和沿着所述y-轴约0.3μm至约2.4μm。
本发明的其他目的和优点以及更充分的理解可以从下面优选实施方案和附图的详细描述中充分理解。
附图简述
图1示意性示出依照本发明的实施方案用于形成多层聚合物复合物膜的共挤出和层的多层化过程;
图2示意性示出将皮层共挤出到图1的复合物膜上以形成复合物流;
图3示意性示出用于图2的复合物流的另外的层的多层化步骤;
图4A示意性示出拉伸图2的复合物流;
图4B示意性示出压缩图2的复合物流;
图4C示意性示出分层图2的复合物流;
图5是示出依照本发明形成矩形聚合物纤维的方法的流程图;
图6A是纤维-基聚环氧乙烷(PEO)/聚己内酯(PCL)基材在放大率为2300的SEM图像;
图6B是图6A的纤维-基基材在放大率为9000的SEM图像;
图6C是示出在PEO/PCL基材中相关纤维宽度和厚度与纤维体积份数的图;
图7A和7B是在取向之前和之后PCL/PEO纤维样品的X-射线图案;
图8是示出取向和未取向的PCL纤维的机械性能的示意图;
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