[发明专利]具有线性沟槽特征的微纳米纤维材料及其有序成型方法

权利要求书

1.一种具有线性沟槽特征的微纳米纤维材料的有序成型方法，其特征在于步骤如下：首先将两种非相容热塑性高分子聚合物软化熔融成共混熔体，此后将共混熔体在高速热气流的牵伸作用成双组分微纳米纤维，最后将双组分微纳米纤维材料放置于刻蚀液内进行有序刻蚀以获得沟槽结构，具体包括以下步骤：

（1）双组分熔体共混：将两种非相容热塑性高分子聚合物按照一定比例配置成共混物，并通过螺杆挤出机将两种非相容热塑性高分子聚合物软化熔融成具有一定纺丝温度的共混熔体；

（2）高速热气流牵伸成网：将步骤（1）所制备的共混熔体通过喷丝孔挤出，并在喷丝孔处施加高速热气流，通过高速热气流的牵伸作用的将共混熔体以熔体细流的形式牵伸成双组分微纳米纤维，并通过纤维间的自粘和形成一种双组分微纳米纤维网；

（3）沟槽结构的有序刻蚀：将步骤（2）中得到的双组分微纳米纤维网浸入相应的刻蚀液内获得有序沟槽结构的微纳米纤维材料；

（4）干燥处理：将步骤（3）中得到的有序沟槽结构的微纳米纤维材料经过水洗后干燥处理；干燥温度小于两种聚合物的玻璃化转变温度；

所述具有线性沟槽特征的微纳米纤维材料是由两种溶解度参数之差 0.5的非相容热塑性高分子聚合物组成的微纳米纤维构成的纤维集合体，所述微纳米纤维的直径为0.1～30 μm，纤维表面具有尺度在1~200 nm、纤维表面算术平均粗糙度在0.1~0.98之间的有序线性沟槽特征形态。

2.根据权利要求1所述的具有线性沟槽特征的微纳米纤维材料的有序成型方法，其特征在于：所述两种非相容热塑性高分子聚合物中，其中一种热塑性高分子聚合物的熔体粘度为0.14~0.25 Pa▪s，另一种热塑性高分子聚合物熔体粘度为2.65~4.47 Pa▪s。

3.根据权利要求1所述的具有线性沟槽特征的微纳米纤维材料的有序成型方法，其特征在于：所述热塑性高分子聚合物包括聚丙烯、聚酯、聚乳酸、聚酰胺、聚氨酯、聚乙烯醇、聚碳酸酯、聚己内酯、聚苯乙烯或聚乙烯。

4.根据权利要求1 所述的具有线性沟槽特征的微纳米纤维材料的有序成型方法，其特征在于：所述步骤（1）中共混熔体的纺丝温度设定原则是：两种熔体粘度的粘度之比最大化原则。

5.根据权利要求1 所述的具有线性沟槽特征的微纳米纤维材料的有序成型方法，其特征在于：所述步骤（1）中两种非相容热塑性高分子聚合物比例配置原则为：在纺丝温度下的粘度较低的高分子聚合物的质量比例为50~90%，另一种高分子聚合物的质量比例为50~10%。

6.根据权利要求1所述的具有线性沟槽特征的微纳米纤维材料的有序成型方法，其特征在于：所述步骤（2）中喷丝孔直径为0.1~0.4mm，喷丝孔截面为圆形、三角形、四边形中的一种，喷丝孔长径比为1:8-1:20。

7.根据权利要求1所述的具有线性沟槽特征的微纳米纤维材料的有序成型方法，其特征在于：所述步骤（2）中高速热气流在喷丝孔的速度为熔体细流速度的100~120倍，高速热气流温度小于熔体温度的1~20℃。

8.根据权利要求1所述的具有线性沟槽特征的微纳米纤维材料的有序成型方法，其特征在于：所述步骤（3）中刻蚀液为水、氢氧化钠水溶液、甲酸、甲烷、氯仿、二氯甲烷、四氢呋喃、甲苯、醋酸乙酯、二甲苯、丙酮或N,N-二甲基甲酰胺中一种或多种。