同軸靜電紡絲

同軸靜電紡絲可以制備殼核結(jié)構(gòu)的各種形貌的納米纖維，如帶狀纖維，中空纖維，管套線納米纖維等。 若將內(nèi)層纖維通過萃取或煅燒的方式除去，可得到多孔結(jié)構(gòu)、中空結(jié)構(gòu)、甚至多通道結(jié)構(gòu)的纖維。

同軸纖維與單一成分的纖維相比，有許多優(yōu)點，具有更好的應(yīng)用前景。首先，解決了某些不可紡聚合物的納米纖維的制備難題，將難紡和不能紡的聚合物作為芯層，把紡絲性能好的材料作為殼層，在殼層溶液的作用下芯層難紡的聚合物可以被紡成納米纖維，如聚苯胺PANi-聚乙烯醇同軸共紡；其次將不相容的兩相或多相溶液分別注入同軸噴頭，能夠?qū)⒉煌锢韺傩院突瘜W屬性的兩種或多種原料制備出一體化的纖維，可以調(diào)整、修改、重構(gòu)、摻雜和功能化芯層材料。這些都將賦予終端產(chǎn)品更豐富的應(yīng)用。

1. 制備中空纖維：通過同軸靜電紡絲制備出具有殼核結(jié)構(gòu)的納米纖維，再用溶劑萃取或高溫煅燒將核層材料除去，就可以得到具有中空結(jié)構(gòu)的納米纖維。利用靜電紡絲法制備的中空纖維壁厚可控，適用的材料很多，應(yīng)用非常廣泛。常用的內(nèi)層犧牲層的材料包括礦物油、甲基硅油、以及一些可以通過煅燒或溶劑萃取除去的材料。

2. 內(nèi)、外層材料的互溶性：有些研究人員認為內(nèi)外不互溶或互溶性小，比如內(nèi)外層液體能形成水包油或油包水的結(jié)構(gòu)，才能形成同軸纖維。然而實驗表明，兩種相溶的溶液仍然能夠進行同軸紡絲。例如，內(nèi)外層溶劑都采用DMF的時候，可以形成內(nèi)外結(jié)合良好的同軸纖維，如果通過煅燒或萃取除去其中一種材料，還易于形成具有多孔結(jié)構(gòu)的同軸纖維。

3. 同軸噴頭的制作：為了使噴頭噴口處更有利于形成泰勒錐，根據(jù)相關(guān)用戶的經(jīng)驗，可以將內(nèi)層針頭和外層針頭的長度設(shè)置一定的長度差，如1-2mm。根據(jù)使用需求，通力微納可以提供內(nèi)外層不同的長度差，具體數(shù)值均可以指定。

4. 內(nèi)外層液體的流速：內(nèi)外層溶液的流動均由獨立連接的微量泵控制，內(nèi)外層可以設(shè)定不一樣的流量、流速。流速設(shè)定主要根據(jù)不同的溶液粘度確定。一般來講，外層溶液的流速應(yīng)大于內(nèi)層溶液的流速，才容易形成包覆結(jié)構(gòu)。

5. 內(nèi)外層聚合物分子量和濃度的確定：一般來講，作為驅(qū)動液的外層紡絲液要具有足夠的粘度才容易帶動內(nèi)層紡絲液的流動，也就是說兩層溶液之間的粘性應(yīng)力要足以克服兩種溶液間的界面張力，才能使得內(nèi)外可以同時形成纖維。因此，內(nèi)層聚合物應(yīng)盡可能使用分子量比較小的聚合物，采用相對低一點的濃度；而外層聚合物則選擇相對分子量大一點的聚合物，高一點的濃度和粘度，才易于形成同軸結(jié)構(gòu)。

6. 文獻常見的同軸纖維組合：在下列基本配方的基礎(chǔ)上，可以任意添加其他功能性材料在內(nèi)層或外層紡絲液中，得到各種不同應(yīng)用方向的復合材料。

注：下表內(nèi)容來源于不同的文獻資料，僅供參考。

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