[发明专利]一种静电纺丝制备多孔结构纳米纤维的方法

摘要

本发明涉及一种微纳米尺度下具有多孔结构的聚合物纤维的制备方法，该方法通过分别量取适量的N,N‑二甲基甲酰胺(DMF)和丙酮，称取一定量干燥的聚偏氟乙烯(PVDF)粉末加入到装有DMF/丙酮混合溶剂中，得到静电纺丝前驱体溶液。将静电纺丝前驱体溶液通过高压直流电源装置开始静电纺丝实验，得到共混聚合物纤维。将共混聚合物纤维超声波振荡，得到具有多孔结构的聚合物纤维。该多孔结构静电纺丝纳米纤维，纤维的直径为0.4‑1.8μm，纤维多孔平均孔径为31.97‑48.46nm，纤维比表面积为11.03‑25.02m²/g，纤维多孔总孔体积为0.12‑0.28cm³/g。该多孔结构静电纺丝纳米纤维可应用于物质的分离与富集、催化剂载体、医用生物材料、离子吸附、废水处理等技术上。

主权项

1.一种聚合物多孔纤维的制备方法，依次包括以下步骤：1)静电纺丝前驱体溶液的配制：分别量取适量的N,N‑二甲基甲酰胺(DMF)和丙酮加入到螺口锥形瓶中，称取一定量的干燥的聚偏氟乙烯(PVDF)粉末加入到装有N,N‑二甲基甲酰胺(DMF)和丙酮混合溶剂的螺口锥形瓶中，加入一个磁转子，将锥形瓶置于数显恒温磁力搅拌器中水浴加热，同时以一定的转速搅拌，聚偏氟乙烯完全溶解于N,N‑二甲基甲酰胺(DMF)和丙酮混合溶剂中；然后量取一定的乙醇逐滴滴加到螺口锥形瓶中，称取一定的聚乙二醇(PEG)或聚乙烯吡咯烷酮(PVP)加入到螺口锥形瓶中，继续于数显恒温磁力搅拌器中水浴加热，同时以一定的转速搅拌，待固体完全溶解搅拌均匀后取出锥形瓶于室温下静置冷却，得到透明、均一、澄清的聚合物溶液，所得溶液即为静电纺丝前驱体溶液；2)静电纺丝步骤：将步骤1)中的静电纺丝前驱体溶液加入到螺口注射器中，将注射器安装到微量注射泵上，通过微量注射泵控制注射速度；通过高压直流电源装置调节纺丝电压；通过移动铁架台调节喷头至接收装置的距离；然后开始静电纺丝实验，得到共混聚合物纤维；3)将步骤2)中的共混聚合物纤维浸泡在装有乙醇/去离子水混合溶液的烧杯中，将烧杯置于超声波清洗仪中进行振荡，将复合纤维继续浸泡在乙醇/去离子水混合溶液中置于恒温磁力搅拌器中水浴加热浸泡，同时进行磁力搅拌，然后取出复合纤维膜，用去离子水洗涤，最后将纤维膜放在洁净的培养皿中置于台式鼓风干燥箱中烘干，干燥至纤维膜质量不再改变为止；使用场发射扫描电镜观察多孔纤维形态，使用比表面积及孔径分析仪测量多孔纤维的比表面积、孔径分布及总孔体积。