发明内容
[0009] 本发明要解决的技术问题是,克服现有技术中的不足,提供一种快速制备超细通体多孔纤维方法。
[0010] 为解决技术问题,本发明的解决方案是:
[0011] 提供一种快速制备超细通体多孔纤维的方法,包括以下步骤:
[0012] (1)制备纺丝液
[0013] 将乙基纤维素加入到乙醇和水的混合溶剂中,室温下搅拌得到均匀溶液;再将聚乙烯吡咯烷酮加入到溶液中,在室温下继续搅拌得到透明纺丝液;
[0014] (2)进行离心纺丝
[0015] 将透明纺丝液注入到喷丝器中,在转速3000转/分钟、接收距离10厘米的条件下进行离心纺丝,得到超细通体多孔纤维。
[0016] 本发明中,所述透明纺丝液中,乙基纤维素∶聚乙烯吡咯烷酮的质量比为:6~9∶4~1。
[0017] 本发明中,所述透明纺丝液中,乙醇∶水的体积比为:7~9∶3~1。
[0018] 发明原理描述:
[0019] 本发明中采用离心纺丝技术直接一步法快速制备出超细通体多孔纤维的原理可以从以下几个方面进行阐述:
[0020] 首先,乙醇是乙基纤维素的良溶剂而水是乙基纤维的不良溶剂,由于乙醇和水可以任意比例互溶,在适当的浓度下,可以采用乙醇和水的混合溶剂溶解乙基纤维素。当通过离心纺纺制时,由于乙醇和水挥发性不同,从喷丝孔出来的纺丝液射流中乙醇迅速挥发,而水挥发较慢从而在纤维固化过程中聚集;乙基纤维素在制备纺丝液过程通过链缠结和氢键等作用与聚乙烯吡咯烷酮结合到一起,在纺丝液射流的固化过程中,乙基纤维素和聚乙烯吡咯烷酮与水富集区分离,在固化的最后阶段,纤维基本成形而水富集区进一步挥发从而形成孔洞,由于这种水富集区域在纤维中随机均匀分布,所以最终纺制出来的纤维为通体多孔纤维。
[0021] 其次,由于离心纺的原理决定其具有很高的纺丝效率,保证了纤维的产量。离心力作用使得从喷丝孔出来的纺丝液流量较高,纺丝液射流较粗,进而水含量也会相对增加,这使得射流固化过程中水富集区域形成的机会大大增加,从而保证纺制出超细通体多孔纤维。
[0022] 与现有技术相比,本发明的有益效果是:
[0023] (1)本发明中超细通体多孔纤维多孔特征明显,纤维比表面积更大;此外,不需要造孔剂或扩孔剂,减少了纤维中杂质的残留;也不需要通过后处理方式使多孔产生或者增加孔的数量,避免了对纤维的结构和形貌破坏。
[0024] (2)本发明中所使用的乙基纤维素原材料廉价易得,进一步减缓了使用合成材料的压力,在环境保护方面也可以起到改善作用。
[0025] (3)本发明中选用廉价的乙醇和水作为溶剂,不仅有效地降低了成本,也有利于环境保护。
[0026] (4)本发明采用离心纺丝技术一步法制备超细通体多孔纤维,工艺过程简单、生产效率高,为超细通体多孔纤维的批量制备和规模化生产提供了有效手段。