[发明专利]一种三维立体纤维膜的制备方法

说明书

本发明提供一种三维立体纤维膜的制备方法，涉及静电纺丝技术领域。其包括：由低熔点金属制成具有三维立体结构的接收电极。在发射电极上施加正电压，接收电极接地或施加负电压，进行静电纺丝，使纺丝液形成纳米纤维附着在接收电极上，纺丝温度低于所述低熔点金属的熔点。纺丝结束后，加热附着有纳米纤维的接收电极，使接收电极熔化，分离出得到三维立体纤维膜。其中，低熔点金属的熔点低于聚合物的热变形温度。可通过加热分离出纳米纤维膜，从而可以通过构建不同形状的接收电极，纺丝形成任意形状的复杂三维结构的纤维膜，结构工艺简单。

技术领域

本发明涉及静电纺丝技术领域，且特别涉及一种三维立体纤维膜的制备方法。

背景技术

静电纺丝是一种特殊的纤维制造工艺，聚合物溶液或熔体在强电场中进行喷射纺丝。在电场作用下，针头处的液滴会由球形变为圆锥形(即“泰勒锥”)，并从圆锥尖端延展得到纤维细丝。这种方式可以生产出纳米级直径的聚合物细丝。

由静电纺丝制得的纳米纤维膜由于具有高比表面积、高长径比等特性，在组织工程、药物控释和传感器等领域均得到广泛的应用。现有的静电纺丝装置一般包括：直流高压电源、纺丝头与接收器，纺丝头作为发射电极，施加一定的正电压。接收器一般为接地的金属平板(如铝箔)，金属平板和纺丝头保持一定的距离。带点的聚合物喷射流拉伸细化，以无序状排列于接地的金属收集器上，形成二维的纳米纤维膜。

发明人研究发现，二维结构的纳米纤维膜大大限制了纤维膜的应用，例如在组织工程中需要形成一种三维网络结构的仿生支架。现有技术中，形成三维网络结构的纳米纤维膜时，需要借助模板进行纺丝，而传统的模板法难以实现复杂的立体结构，特别是难以形成微结构，且模板与成型后的纳米纤维膜分离困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种三维立体纤维膜的制备方法，此制备方法易于操作，能够构建出多种形状的复杂的三维立体纤维膜。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

本发明提出一种三维立体纤维膜的制备方法，其包括以下步骤：

S1，提供一接收电极，所述接收电极由低熔点金属制成，且具有三维立体结构；

S2，将聚合物溶解于易挥发溶剂中形成纺丝液；

S3，在发射电极上施加正电压，所述接收电极接地或施加负电压，进行静电纺丝，使所述纺丝液形成纳米纤维附着在所述接收电极上，纺丝温度低于所述低熔点金属的熔点；

S4，纺丝结束后，加热附着有纳米纤维的所述接收电极，使所述接收电极熔化，分离出得到三维立体纤维膜；

其中，所述低熔点金属的熔点低于所述聚合物的热变形温度。

本发明实施例的三维立体纤维膜的制备方法的有益效果是：

本发明使用低熔点金属制成不同立体结构的金属支架，将金属支架作为在静电纺丝过程中的接收电极，使得纳米纤维在接收电极上选择性沉积，从而得到特定形状的三维立体纤维膜。由于接收电极的熔点低，而纤维膜的热变形变温度高，因此，纺丝结束后，可以通过加热使金属支架融化，从而实现接收电极和纳米纤维的分离。无需考虑纳米纤维与接收电极的分离问题，从而可以构建出任意形状的复杂结构的三维立体纤维膜。该制备方法简单，容易操作，且纺丝参数可控。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例的静电纺丝装置的示意图；

图2为本发明实施例制作的三维立体纤维膜的示意图。