[发明专利]一种静电纺聚乳酸纳米孔纤维膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于静电纺丝技术领域，特别是一种静电纺聚乳酸纳米孔纤维膜的制备方法。

背景技术

静电纺丝技术是由Formhals于1934年首次提出。该技术是将聚合物溶液或熔体在高压静电场的作用下从喷口喷出，形成稳定的细流，然后溶剂挥发或熔体冷却，纤维逐渐变细，最后在接收装置上收集并固化，形成超细纤维杂乱无章排列的薄层。其核心是使带电聚合物溶液或熔体在电场中流动变形牵伸，然后冷却固化，得到纤维状物质。

近年来，已有不少学者运用静电纺丝技术成功制备出结构多样的纳米纤维，尤其是在制备多孔纤维方面取得了显著效果。但目前制备静电纺多孔纤维的方法大致分为两种：一种方法是在较高湿度的条件下，利用双组份溶剂挥发速率的不同产生多孔：另一种方法是将两种聚合物溶于同一溶剂进行纺丝，成膜后再洗掉其中一种成分。这两种方法虽简单易行，但存在一些不足，例如，第一种方法对湿度要求较高，而湿度过大会对纺丝效果产生一定影响，因此经常无法纺出形貌良好的多孔纤维。选择双组分溶剂或者双聚合物进行纺丝，既要考虑双聚合物在同一溶剂(或聚合物在双组分溶剂)中的溶解性，同时还要考虑纺丝过程中各物质挥发速率，否则会导致多种物质在溶液中分散不均，进而影响纤维细度及成丝效果。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种常规湿度环境下且使用单一组分溶剂的静电纺聚乳酸纳米孔纤维膜的制备方法，该方法可在常规湿度的环境中纺出形貌良好的多孔纤维，且操作简单易行。

本发明是一种静电纺聚乳酸纳米孔纤维的制备方法，包括：将用于静电纺丝的聚乳酸颗粒溶于单一组分的溶剂中，然后采用水浴接收槽接收纤维膜，最终依靠相转化原理成功制备出孔径为几十到几百纳米孔洞结构的静电纺聚乳酸纳米孔纤维膜。其具体操作步骤如下：

(1)在注射器中加入配制好的一定浓度的聚乳酸纺丝液；

(2)将高压电源正极与注射器针头相连，负极与水浴接收槽的一端相接，同时将水浴接收槽接地；

(3)打开高压电源，加以适当电压，同时打开注射泵，以适当的速度将纺丝液挤出，形成纤维膜。

所述的聚乳酸纺丝液中的溶剂选自三氯甲烷、二氯甲烷中的一种。

所述的聚乳酸纺丝液的质量浓度为8～10％。

所述的高压电源施加的电压为10～30kV，注射泵的推进速度为1～5ml/h。

本发明的优点：(1)采用水浴接收槽接收纤维膜，可实现对湿度无控制的要求；(2)采用单一组分溶剂进行纺丝，成本低，操作简单；(3)该方法可一步制得静电纺聚乳酸纳米孔纤维膜，所制得的纤维膜在单根纤维上能呈现出孔径为几十到几百纳米的孔洞结构。

具体实施方式

本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方案，其可选参数的范围较广，可以是具体实例中举出的，也可以选取其他参数进行纺丝。以下是一些具体的实施实例：

实施例1：

首先配制聚乳酸溶液，以二氯甲烷溶剂为例，量取68.4ml二氯甲烷，然后加入9g聚乳酸，并磁力搅拌2h。

纺丝液配制完成后，将纺丝液加入注射器中，同时将水浴接收槽放在注射器下方，然后开启高压电源及注射泵开始静电纺丝。静电纺丝各工艺参数：温度25℃，湿度20％，纺丝液浓度9％，电压20kV，接收距离10cm，注射泵推进速度2ml/h。纺丝结束后经干燥得静电纺聚乳酸纳米孔纤维膜。

实施例2：

首先配制聚乳酸溶液，以二氯甲烷溶剂为例，量取69.1ml二氯甲烷，然后加入8g聚乳酸，并磁力搅拌1h。

纺丝液配制完成后，将纺丝液加入注射器中，同时将水浴接收槽放在注射器下方，然后开启高压电源及注射泵开始静电纺丝。静电纺丝各工艺参数：温度20℃，湿度25％，纺丝液浓度8％，电压25kV，接收距离5cm，注射泵推进速度3ml/h。纺丝结束后经干燥得静电纺聚乳酸纳米孔纤维膜。

实施例3：

首先配制聚乳酸溶液，以三氯甲烷溶剂为例，量取60.4ml二氯甲烷，然后加入10g聚乳酸，并磁力搅拌3h。

纺丝液配制完成后，将纺丝液加入注射器中，同时将水浴接收槽放在注射器下方，然后开启高压电源及注射泵开始静电纺丝。静电纺丝各工艺参数：温度23℃，湿度30％，纺丝液浓度10％，电压10kV，接收距离15cm，注射泵推进速度1ml/h。纺丝结束后经干燥得静电纺聚乳酸纳米孔纤维膜。