[发明专利]同轴静电纺丝技术制备致密微纳米陶瓷纤维的方法

权利要求书

1.同轴静电纺丝技术制备致密微纳米陶瓷纤维的方法，其特征在于，具体按以下步骤实施：

步骤1，配制纺丝液，纺丝液由壳层纺丝液和芯层纺丝液组成；

壳层纺丝液配制：将可纺高分子聚合物溶于壳层溶剂中，制得一定质量浓度的聚合物溶液，室温下搅拌均匀，得到壳层纺丝液；

芯层纺丝液配制：将固态陶瓷前驱体溶于芯层溶剂中，制得一定质量浓度的陶瓷前驱体溶液，室温下搅拌均匀，得到芯层纺丝液；

步骤2，同轴静电纺丝：

将步骤1得到的壳层纺丝液倒入壳层微量泵中，将步骤1得到的芯层纺丝液倒入芯层微量泵中，采用同轴喷头作为喷射细流的喷丝头，经静电纺丝得到壳层为高分子聚合物、芯层为陶瓷前驱体的同轴结构初生纤维；

步骤3，烧结：

将步骤2得到同轴结构初生纤维在500～1000℃下煅烧1～3h，自然冷却至室温，即得结构致密的微纳米陶瓷纤维。

2.根据权利要求1所述的同轴静电纺丝技术制备致密微纳米陶瓷纤维的方法，其特征在于，所述步骤1中可纺高分子聚合物为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚醋酸乙烯、聚苯乙烯、聚乙烯醇缩丁醛、聚甲基丙烯酸甲酯、尼龙66和纤维素中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的同轴静电纺丝技术制备致密微纳米陶瓷纤维的方法，其特征在于，所述步骤1中固态陶瓷前驱体为氧氯化锆、乙酸锆、硝酸锆、氯化锆、硫酸钛、三氯化钛、氯化铝、硫酸铝、硝酸铝、氯化钇、硝酸钇、硫酸镧、硝酸镧、氯化镧、硝酸铁、硝酸亚铁、氯化铁、氯化亚铁、硝酸锌、醋酸锌、氯化锌、硝酸镁和氯化镁中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的同轴静电纺丝技术制备致密微纳米陶瓷纤维的方法，其特征在于，所述步骤1中壳层溶剂为去离子水、叔丁醇、甲醇、无水乙醇、乙酸、N-N二甲基甲酰胺和莰烯中的任意一种。

5.根据权利要求1所述的同轴静电纺丝技术制备致密微纳米陶瓷纤维的方法，其特征在于，所述步骤1中芯层溶剂为去离子水、叔丁醇、甲醇、无水乙醇、乙酸、N-N二甲基甲酰胺和莰烯中的任意一种。

6.根据权利要求1所述的同轴静电纺丝技术制备致密微纳米陶瓷纤维的方法，其特征在于，所述步骤1中聚合物溶液的质量浓度为4％～10％。

7.根据权利要求1所述的同轴静电纺丝技术制备致密微纳米陶瓷纤维的方法，其特征在于，所述步骤1中陶瓷前驱体溶液的质量浓度为10％～50％。

8.根据权利要求1所述的同轴静电纺丝技术制备致密微纳米陶瓷纤维的方法，其特征在于，所述步骤2中同轴静电纺丝的参数为：芯层喷丝头直径为0.1～0.5mm，壳层喷丝头直径为0.6～1.0mm，芯层纺丝液推进速率0.1～1.6mL/h，壳层纺丝液推进速率0.2～3.2mL/h，纺丝电压10～40kV，接收距离8～25cm，纺丝环境相对湿度20％～60％。

9.根据权利要求1所述的同轴静电纺丝技术制备致密微纳米陶瓷纤维的方法，其特征在于，所述步骤1中芯层纺丝液为质量浓度100％的液态陶瓷前驱体溶液。

10.根据权利要求9所述的同轴静电纺丝技术制备致密微纳米陶瓷纤维的方法，其特征在于，所述液态陶瓷前驱体溶液为正硅酸乙酯、四氯化硅、正丙醇锆、氯化钛和钛酸丁酯中的任意一种。