纳米纤维/短纤混纺体系中纳米纤维的可视化示踪方法技术

本发明专利技术涉及一种静电纺纳米纤维/短纤混纺体系中纳米纤维形态可视化的示踪方法，属于纺织检测技术领域。所述的纳米纤维/短纤混纺体系中纳米纤维的可视化示踪方法，其特征在于，包括：静电纺丝制备荧光纳米纤维，利用所得的荧光纳米纤维制备荧光纳米纤维/短纤混纺样品，用具有与短纤相同的折射率的混合液浸润所述荧光纳米纤维/短纤混纺样品，利用荧光显微镜获取纳米纤维在混纺样品中的形态。本发明专利技术所涉及的荧光纳米纤维的制备过程简单，操作方法容易，对于揭示纳米纤维在短纤混纺纱体中的形态与分布具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
纳米纤维/短纤混纺体系中纳米纤维的可视化示踪方法
本专利技术属于纺织检测
，特别涉及一种静电纺纳米纤维/短纤混纺体系中纳米纤维的可视化示踪方法。
技术介绍
狭义上的纳米纤维是指直径在1-100nm范围内的纤维状物质，后来直径在亚微米尺度的纤维也统称纳米纤维。纳米纤维由于其直径在亚微米甚至纳尺度范围，使得其具有小尺寸效应以及包面与界面效应等多种特性，纳米纤维比表面积大、膜结构的孔隙率高、表面能高，被广泛地应用于过滤、生物组织工程、抗菌缓释、传感检测、催化、能源等诸多领域。而作为一种能够连续、快速、批量化制备纳米纤维的方式，静电纺丝技术已受到了来自学术界和工业界的青睐和广泛关注，但由于细度极低带来的低强度问题严重限制了其工业化大规模生产应用的领域。传统的纺纱织造技术不仅解决了国内外亿万人群的穿衣问题，而且在产业用领域也扮演着不可或缺的角色，是国家赖以发展的支柱产业。但近年来，随着人们生活水平的提高和国家的蓬勃发展，纺织品功能多样化逐渐成为了社会聚焦的热点，提高纺织品的功能性以提升传统纺织品的附加值和应用领域成为了科学研究和技术发展的重要方向之一。近年来，部分研究人员通过将静电纺丝技术与传统纺织技术结合，制备包含纳米纤维与常规纤维的纳米纺织品，不仅为纳米纤维找到了良好的应用载体以提高加工和使用过程所必需的力学性能，而且巧妙地赋予了传统纺织品新的功能，显著提高了传统纺织品的附加值和产品档次，并且纳米纤维的引入在赋予纺织品功能性的同时并不影响其原有的使用和服用性能，具有良好的产业化应用价值。目前已有部分研究人员对此作了相关的研究和报道，中国知识产权局2013年11月20日公开的专利技术专利“一种纳米纤维混纺复合纱线的制备方法”，专利申请号ZL201310586642.X，该申请专利公案公布了一种静电纺纳米纤维/棉混纺纱的制备方法，该方法通过对棉纺梳理设备进行技术改造升级，利用TAYLOR锥多喷头静电纺丝机进行静电纺丝，并让纺丝过程中产生的纳米纤维直接沉积到梳棉网上，与棉网复合并集聚成条，再经多次并条、粗纱、细纱等工序制备纳米纤维/棉混纺纱线，可赋予纱线的新的功能，为实际生产提供了一条可行的思路。中国知识产权局2016年12月21日公开的专利技术专利“纳米静电纺丝与短纤维摩擦纺纱一体化成纱的方法”和“纳米静电纺丝与短纤维涡流纺纱一体化成纱的方法”，专利申请号分别为CN201610837654.9和CN201610847421.7，中国知识产权局2017年1月18日公开的专利技术专利“纳米静电纺丝与短纤维环锭纺纱一体化成纱的方法”，专利申请号CN201610847286.6，中国知识产权局2017年3月8日公开的专利技术专利“一种纳微尺度增强短纤维成纱的赛络纺纱方法”，专利申请号CN201610847425.5，四个专利公案分别将静电纺纳米纤维与传统摩擦纺、涡流纺、环锭纺、赛络纺技术相结合，以制备包含有纳米纤维的功能性混纺纱；中国知识产权局2017年1月18日公开的专利技术专利“一种纳微尺度增强纤维成纱的长丝环锭复合纺纱方法”、“一种纳微尺度增强纤维成纱的长丝摩擦复合纺纱方法”，专利申请号分别为CN201610837502.9和CN201610837653.4，两项申请专利公案在环锭细纱机和摩擦纺纱机的基础上引入长丝喂入装置，并通过静电纺丝法在长丝表面沉积纳米纤维，然后表面包覆有纳米纤维的长丝嵌入前罗拉钳口，与短纤一起加捻成纱以制备纳米纤维混纺纱。由此可见，静电纺丝技术与传统纺织技术相结合进行技术探索已初见成果，但是对于静电纺纳米纤维在传统纺织工序的沉积形态、转移、分布等理论研究略显薄弱，被研究对象纳米纤维极细，肉眼无法观察，而在扫描电子显微镜下观察时，效率极低且纱体内部纤维由于外层纤维对光线透过的遮挡导致的难以可视化等技术难题，严重地限制了在实践生产过程对混纺工艺的优化和设计，不利于符合人们设想的纳米纺织品的生产。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种短纤混纺体系中静电纺纳米纤维的可视化示踪方法，旨在解决电镜下混纺纱体中纳米纤维观察效率低、观察难度高、光学显微镜分辨率低难以反映纳米纤维分布及形态的完整信息的技术难题，为研究短纤混纺体系中纳米纤维的形态、转移、分布等科学问题提供一种可行的检测途径。为了达到上述目的，本专利技术提供了一种纳米纤维/短纤混纺体系中纳米纤维的可视化示踪方法，其特征在于，包括：静电纺丝制备荧光纳米纤维，利用所得的荧光纳米纤维制备荧光纳米纤维/短纤混纺样品，用具有与短纤相同的折射率的混合液浸润所述荧光纳米纤维/短纤混纺样品，利用荧光显微镜获取纳米纤维在混纺样品中的形态。优选地，所述荧光纳米纤维的制备方法，包括以下步骤：步骤1：将高聚物溶于溶剂中，加入荧光染色剂，在避光条件下搅拌，得到含有荧光染色剂的混合纺丝液；步骤2：将制备的纺丝液用静电纺丝设备进行静电纺丝，得到荧光纳米纤维。更优选地，所述步骤1中高聚物包括但不限于聚丙烯腈、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氧化乙烯中的一种或几种的混合物，高聚物浓度为9-15wt％。更优选地，所述的聚丙烯腈的分子量为75000，聚苯乙烯的分子量为300000，聚甲基丙烯酸甲酯为高流动射出级，聚氧化乙烯的分子量为80000。更优选地，所述步骤1中荧光染色剂为罗丹明B或吖啶橙，荧光染色剂浓度为0.1wt％-0.5wt％。更优选地，所述的静电纺丝设备为单针头静电纺丝设备或无针头静电纺丝设备。更优选地，当所述的静电纺丝设备为单针头静电纺丝设备时，施加电压为10-15kv，所述的静电纺丝设备为无针头静电纺丝设备时，施加电压为40-65kv。更优选地，在静电纺丝过程中，在高压静电作用下，受到电场力的纺丝液克服自身的表面张力，形成静电纺丝射流，射流在电场力的驱动下，不断被拉伸细化。优选地，所述的荧光纳米纤维/短纤混纺体系(或称样品)为荧光纳米纤维/短纤混纺织物、混纺纱及其半成品中的至少一种。更优选地，所述的半成品为荧光纳米纤维/短纤混纺半成品的纵切面样品或荧光纳米纤维/短纤混纺半成品的横切面样品。更优选地，所述的半成品为生条、粗纱和细纱其中的一种。进一步地，所述的生条、粗纱和细纱通过将荧光纳米纤维与棉纤维集合体经过多道纺纱工序的复合加工制得。更进一步地，所述的纳米纤维/短纤混纺半成品及其纱线的制备加工方法参考本专利技术人前期的系列专利“一种静电纺纳米纤维复合短纤网批量化制备混纺纱的装置及方法”(申请号：CN201810011253.7)、“一种混纺纱体系中纳米纤维的均匀化分布装置及方法”(申请号：CN201810011773.8)、“一种带有纳米纤维防粘连机构用于制备纳米纤维/短纤混纺纱的装置及方法”(申请号：CN201810012232.7)中所述的工序流程。优选地，在用具有与短纤相同的折射率的混合液浸润所述荧光纳米纤维/短纤样品之前，先将所述的荧光纳米纤维/短纤混纺样品固定于载玻片上。优选地，所述的用具有与短纤相同的折射率的混合液浸润所述荧光纳米纤维/短纤混纺样品的具体步骤包括：利用1-溴代萘和液体石蜡配制折射率与短纤折射率相同的混合液，滴加该混合液于所述荧光纳米纤维/短纤混纺样品上，并让其充分浸润样品，以使所述荧光纳米纤维/短纤混纺样品透明化，有利于光线的充分透过和内部纳米纤维的可视本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纳米纤维/短纤混纺体系中纳米纤维的可视化示踪方法，其特征在于，包括：静电纺丝制备荧光纳米纤维，利用所得的荧光纳米纤维制备荧光纳米纤维/短纤混纺样品，用具有与短纤相同的折射率的混合液浸润所述荧光纳米纤维/短纤混纺样品，利用荧光显微镜获取纳米纤维在混纺样品中的形态。

【技术特征摘要】
1.一种纳米纤维/短纤混纺体系中纳米纤维的可视化示踪方法，其特征在于，包括：静电纺丝制备荧光纳米纤维，利用所得的荧光纳米纤维制备荧光纳米纤维/短纤混纺样品，用具有与短纤相同的折射率的混合液浸润所述荧光纳米纤维/短纤混纺样品，利用荧光显微镜获取纳米纤维在混纺样品中的形态。2.如权利要求1所述的纳米纤维/短纤混纺体系中纳米纤维的可视化示踪方法，其特征在于，所述荧光纳米纤维的制备方法，包括以下步骤：步骤1：将高聚物溶于溶剂中，加入荧光染色剂，在避光条件下搅拌，得到含有荧光染色剂的混合纺丝液；步骤2：将制备的纺丝液用静电纺丝设备进行静电纺丝，得到荧光纳米纤维。3.如权利要求2所述的纳米纤维/短纤混纺体系中纳米纤维的可视化示踪方法，其特征在于，所述步骤1中高聚物包括但不限于聚丙烯腈、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氧化乙烯中的一种或几种的混合物，高聚物浓度为9-15wt％。4.如权利要求2所述的纳米纤维/短纤混纺体系中纳米纤维的可视化示踪方法，其特征在于，所述步骤1中荧光染色剂为罗丹明B或吖啶橙，荧光染色剂浓度为0.1wt％-0.5wt％。5.如权利要求2所述的纳米纤维/短纤混纺体系中纳米纤维的可视化示踪方法，其特征在于，所述的静电纺丝设备为单针头静电纺丝设备或无针头静电纺丝设备；当所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：覃小红，杨宇晨，赵雅洁，俞建勇，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：上海,31