微流控?靜電紡絲制備多級結構高分子超細纖維的方法技術

本發明專利技術公開了一種微流控?靜電紡絲制備多級結構高分子超細纖維的方法，主要包括以下步驟：將油相溶液、水相溶液分別以一定速度推入玻璃毛細管微流控裝置，制成油包水型的乳液型電紡液，在乳液出口處施加靜電高壓，靜電紡絲成多級結構超細纖維，紡絲電壓為15?25千伏，紡絲溫度為20?30攝氏度，紡絲距離為15?20厘米。本發明專利技術將微流控技術與靜電紡絲有機結合后，制得的具有多級結構的超細纖維，內部均勻分布著大小相等的腔室。并且通過對相關參數的調整，實現了纖維微觀結構中空腔的寬縱比、間距、大小的相對調控。此種纖維由于其獨特的結構和可控的制備方法，使其具有良好的力學性能、吸儲水性能和裝載親疏水物質的能力。

Methods of microfluidic electrospinning multistage structure of polymer superfine fiber

The invention discloses a method for microfluidic electrospinning multistage structure of polymer superfine fiber, mainly comprises the following steps: oil phase solution and aqueous solution respectively at a certain speed into the glass capillary microfluidic device made of emulsion electrospun liquid water in oil emulsion, applied in high voltage electrostatic electrostatic exit. A multi-level structure of spinning superfine fiber, the spinning voltage is 15 25 thousand volts, 20 spinning temperature of 30 degrees Celsius, spinning distance is 15 20 cm. The invention combines micro fluidic technology with electrostatic spinning to produce superfine fibers with multi-stage structure, and the chambers are evenly distributed in the same size. And through the adjustment of related parameters, the relative regulation of cavity fiber microstructure in the aspect ratio, spacing and size. This fiber preparation method because of its unique structure and controllable, which has good mechanical properties, water absorbing properties and loading ability of hydrophobic material.

【技術實現步驟摘要】
微流控-靜電紡絲制備多級結構高分子超細纖維的方法
本專利技術屬于高分子材料加工領域，更具體說，本專利技術涉及一種靜電紡絲制備纖維的方法。
技術介紹
靜電紡絲技術是一種利用高壓靜電場將高分子溶液制備成微、納米級纖維的技術。由于制得的纖維膜具有高比表面積、高孔隙率等優點，使其在生物醫學、新能源應用，靈敏傳感器等領域具有廣泛應用。近年來，實驗參數的優化與改變制備出了各種新型結構的纖維。像改變紡絲液狀態(乳液等)得空心結構纖維，改變接收裝置(平行磁鐵等)得平行排列纖維，后處理(熱解等)得豌豆狀纖維等等。微流控技術是用尺寸數十或數百微米的微管道，制備出小尺寸的均一微球，其在改變紡絲液狀態方面有著無可替代的優勢。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種將微流控技術與靜電紡絲相結合，制備多級結構高分子超細纖維的方法。本專利技術中的一種微流控-靜電紡絲制備多級結構高分子超細纖維的方法，主要包括以下步驟：1)油溶性的高分子溶于有機溶劑中得油相，另將水溶性物質溶于水中得有一定粘度的水相；2)將油相溶液、水相溶液分別以一定速度推入玻璃毛細管微流控裝置，制成油包水型的乳液型電紡液，其中，所述的水相推進速度為0.1-1.5毫升/小時，油相推進速度為1-3毫升/小時；3)在乳液出口處施加靜電高壓，靜電紡絲成超細纖維，其中，紡絲電壓為15-25千伏，紡絲溫度為20-30攝氏度，紡絲距離為15-20厘米。與現有技術相比，本專利技術的優點是：將微流控技術與靜電紡絲技術有機結合后，再配合上適當的油水兩相，便可制得一種具有多級結構的超細纖維，纖維內部均勻分布著大小相等的腔室。與傳統乳液電紡相比，具有更高的穩定性和可控性。并且通過對相關參數的調整，實現了纖維微觀結構的相對調控。此種纖維由于其獨特的結構和可控的制備方法，使其具有良好的力學性能、吸儲水性能和裝載親疏水物質的能力。油水兩相中使用的溶質安全無毒，使制得的纖維膜具有良好的生物相容性和可降解性。本專利技術中使用的高分子為聚乳酸、聚己內酯、聚乳酸-羥基乙酸共聚物、聚乙二醇-聚乳酸共聚物、聚乙二醇、葡聚糖、聚乙烯醇等。它們都具有良好的生物相容性和可降解性，對人體和環境無危害。本專利技術中使用的有機溶劑為二氯甲烷、乙酸乙酯、碳酸二甲酯等。附圖說明圖1為微流控和靜電紡絲結合裝置制備多級結構超細纖維示意圖。圖2為玻璃毛細管微流控裝置內部示意圖。具體實施方式下面結合附圖和具體實例對本專利技術作進一步詳盡說明。以下通過實施例對本專利技術進行進一步的具體描述。有必要在此指出的是以下實施例只用于對本專利技術做進一步的說明，不能理解為對本專利技術保護范圍的限制，該領域技術熟練人員根據上述本
技術實現思路
對本專利技術做出一些非本質的改進和調整，仍屬于本專利技術的保護范圍。實施例11)將3克聚乳酸與10毫升碳酸二甲酯混合，磁力攪拌12小時使其混合均勻，即得玻璃毛細管微流控裝置中的油相。將2克葡聚糖與10毫升蒸餾水混合，磁力攪拌12小時使其混合均勻，即得微流控中的水相。2)水相以0.5毫升/小時的速度通入錐形管中，油相以1.5毫升/小時的速度通入方形管中，便可在另一根圓形收集管中得到包含大小均一、間距相等的微球的乳液。其中微球的大小和間距可以通過對油、水兩相推速的改變來調整。3)在微流控出口處直接施加高壓靜電，將上述制得的乳液直接電紡，便可得到具有多級結構的超細纖維。其中紡絲電壓20千伏，溫度為25攝氏度，纖維接收距離15厘米。纖維基體是在靜電場下被拉伸的聚乳酸高分子，直徑1微米左右。而纖維的內部分布著大小和間距都相似的橢圓形腔室，它們是在靜電場下被電噴的葡聚糖水溶液，同時又被纖維基體包裹住，從而形成了此種具有多級結構的高分子超細纖維。實施例2本例與實施例1類似，不同之處在于將2.6克甘油與0.5毫升蒸餾水混合，渦旋10分鐘，靜置2小時，得微流控中水相。其余參數與制備方法與實施例1相同。實施例3本例與實施例1類似，不同之處在于將2可聚乳酸與10毫升碳酸二甲酯混合，磁力攪拌12小時使其混合均勻。得微流控中油相。其余參數與制備方法與實施例1相同。實施例4本例與實施例1類似，不同之處在于將3克聚乳酸-羥基乙酸共聚物與10毫升碳酸二甲酯混合，磁力攪拌12小時使其混合均勻，得微流控中油相。油相推速1.8毫升/小時。其余參數與制備方法與實施例1相同。實施例5本例與實施例1類似，不同之處在于將3克聚乙二醇-聚乳酸共聚物與10毫升乙酸乙酯混合，磁力攪拌12小時使其混合均勻，得微流控中油相。油相推速2毫升/小時。其余參數與制備方法與實施例1相同。實施例6本例與實施例1類似，不同之處在于將3克聚己內酯與10毫升二氯甲烷混合，磁力攪拌12小時使其混合均勻，得微流控中油相。油相推速2毫升/小時。其余參數與制備方法與實施例1相同。實施例7本例與實施例1類似，不同之處在于將3克葡聚糖與10毫升蒸餾水混合，磁力攪拌12小時以混合均勻，得微流控中水相。水相推速為0.2毫升/小時。其余參數與制備方法與實施例1相同。實施例8本例與實施例1類似，不同之處在于將2克聚乙二醇與2毫升蒸餾水混合，磁力攪拌12小時以混合均勻，得微流控中水相。水相推速為0.2毫升/小時。油相推速為2毫升/小時。其余參數與制備方法與實施例1相同。實施例9本例與實施例1類似，不同之處在于將5克聚乙烯醇與50毫升蒸餾水混合，85攝氏度水浴下磁力攪拌12小時以混合均勻，得微流控中水相。水相推速為0.8毫升/小時，油相推速為2.5毫升/小時。其余參數與制備方法與實施例1相同。本專利技術中靜電紡絲技術參數：(1)紡絲電壓：15-25千伏；(2)紡絲溫度：20-30攝氏度；(3)紡絲距離：15-20厘米。微流控技術參數：(1)水相推速：0.1-1.5毫升/小時；(2)油相推速：1-3毫升/小時。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種微流控?靜電紡絲制備多級結構高分子超細纖維的方法，主要包括以下步驟：1)油溶性的高分子溶于有機溶劑中得油相，另將水溶性物質溶于水中得有一定粘度的水相；2)將油相溶液、水相溶液分別以一定速度推入玻璃毛細管微流控裝置，制成油包水型的乳液型電紡液，其中，所述的水相推進速度為0.1?1.5毫升/小時，油相推進速度為1?3毫升/小時；3)在乳液出口處施加靜電高壓，靜電紡絲成多級結構超細纖維，紡絲電壓為15?25千伏，紡絲溫度為20?30攝氏度，紡絲距離為15?20厘米。

【技術特征摘要】
1.一種微流控-靜電紡絲制備多級結構高分子超細纖維的方法，主要包括以下步驟：1)油溶性的高分子溶于有機溶劑中得油相，另將水溶性物質溶于水中得有一定粘度的水相；2)將油相溶液、水相溶液分別以一定速度推入玻璃毛細管微流控裝置，制成油包水型的乳液型電紡液，其中，所述的水相推進速度為0.1-1.5毫升/小時，油相推進速度為1-3毫升/小時；3)在乳液出口處施加靜電高壓，靜電紡絲成多級結構超細纖維，紡絲電壓為15-25千伏，紡絲溫度為20-30攝氏度，紡絲距離為15-20厘米。2.按照權利要求1所述的一種微流控-靜電紡絲制備多級結構高分子超細纖...

【專利技術屬性】
技術研發人員：周紹兵，馬駿鍇，李西林，何洋，周光亮，楊光，
申請(專利權)人：西南交通大學，
類型：發明
國別省市：四川,51