一种多功能异向纤维及利用不良溶剂固化的方式制备的方法技术

本发明专利技术提供一种利用不良溶剂制备多功能异向纤维制备方法及装置，通过改变通道的数量可得到不同面数的异向纤维，同时，改变通道出口处壳结构的形状，可获得不同形貌的各异向纤维，聚合物溶液被推入接收浴的溶液中即固化成纤维，即得目标纤维，纤维的收集是通过滑轮，收集装置进行收集的。本发明专利技术开创了一种不利用任何化学或紫外光固化等方式连续获得纤维的方法，本发明专利技术是以水为不良溶剂制备纤维的制备方法，尤其是多面异向纤维，可以赋予一根微米级别的纤维多功能化，实验设备简易，容易组装，所用材料均为无污染可降解材料，所使用的方法简单、绿色、制备迅速、尺寸均一，基于这些优点，用此方法制备的各异向纤维会有更广泛的潜在应用。

【技术实现步骤摘要】
一种多功能异向纤维及利用不良溶剂固化的方式制备的方法
本专利技术属于高分子功能材料领域，具体涉及一种利用不良溶剂固化的方式制备多功能异向纤维的方法。
技术介绍
纤维是指由连续或不连续的细丝组成的物质。自然界中存在着很多的天然纤维，从植物、动物到矿物中都可以获得纤维，如黄麻、羊毛、矿物纤维等，在动植物体内，纤维在维系组织方面起到重要作用纤维用途广泛，纤维还可以织成细线、线头和麻绳，造纸或织毡时还可以织成纤维层；同时也常用来制造其他物料，及与其他物料共同组成复合材料。在我们的日常生活中天然纤维随处可见，与天然纤维相比较，化学纤维是一种经过化学手段加工处理而得到的纤维，并且有着广泛的来源和种类，在很多行业都有着重要的应用，比如说纺织业、军事、医药、环保、建筑、生物材料等诸多领域均受到了高度重视。在科学技术快速发展的今天，均一材质、单一功能的纤维已经无法满足人们的需求，复合纤维的制备显得尤为必要。对于传统的纤维制备方法而言，如熔融纺丝、湿法纺丝、静电纺丝等，由于其在工艺和原理方面的限制，在制备复杂结构和多功能的纤维上遇到了困难，尤其是在药物缓释控释、生物工程等领域，均一材质、单一功能的纤维很难或无法满足多药物的智能化释放和作为组织支架、细胞培养的三围载体等的要求。微流控是在微米级别尺寸上的流体技术，具有装置简单、体积小、液体流动可控、消耗样品少、易于操作等优点利用微流体技术制备的微流体通道装置，能够很好地控制各异向纤维的组成、多功能化的实现，在药物缓释控释、基因组学、细胞培养的领域有着很好的应用前景和空间。传统的微流体手段大都借助连续流动相来制备纤维或微球，流动相溶液一般选用甲基硅油、正16烷、石蜡油、大豆油等。利用有机持续相等会引入杂质、不够绿色，而且后处理及固化、分离的步骤较为复杂，这就限制了其在生物学等领域的应用，所以简单的绿色的新方法建立势在必行，同时，新方法的开发及多面异向纤维合成仍是一项具有挑战性的任务。
技术实现思路
本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实例。在本部分以及申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或者省略以免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。鉴于上述和/或现有多功能纤维的技术空白，提出了本专利技术。因此本专利技术其中的一个目的是解决现有技术不足，提供一种利用不良溶剂固化的方式制备多功能异向纤维。在本专利技术的一个较佳实例实例中，所述多组分结构的形状相同或相异。在本专利技术的一个较佳实例中，所述的纤维由聚丙烯腈、邻苯二甲酸醋酸纤维素、乙基纤维素、醋酸纤维素、聚苯乙烯、聚己内酯、聚氨酯中的一种或多种材料组成。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：提供一种制备所述的各异向纤维的制备方法，所制备的纤维是通过微流体装置实现的，包括以下步骤：首先，微流控装置的搭建利用微流体加工技术，采用微通道构建不同通道数和通道出口处具有不同壳结构的微流体设备，同时配备小过度滑轮和纤维收集器：其次，多功能纤维的制备步骤：利用泵体将一种或多种聚合物分别装入注射器，连接各自的微通道入口，用数控注射泵控制各微通道中个聚合物溶液的流速，将微流体装置末端插入到盛水的接收装置中，利用不良溶剂固化的方式即可得到各异向的多功能微纤维。在本专利技术的较佳实例中所述通道出口处的壳结构的横截面可以随意变化形状，如圆形、长方形、锯齿形或菱形等，所述通道为一个或者多个，各个通道彼此独立且平行排列。在本专利技术的较佳实例中，所述的固化方法为以蒸馏水、乙醇或二者混合物为不良溶剂固化的方法。在本专利技术的较佳实例中，所述的收集方式为不同转数的滚筒收集，可控制收集纤维的粗细。本专利技术的有益效果，制备过程简单，所使用的方法绿色、快速、纤维的异面数量、形貌、尺寸均可调，且可重复性好，基于这些优点，用此方法制备的各异向功能纤维会有更广泛的潜在应用。附图说明图1是本专利技术完整的纤维制备和收集装置的示意图。附图中的各部件标记如下：1、单通道2、单通道3、单通道4、可变换形状的壳状结构，5、不良溶剂的接收装置6、辅助纤维收集小过度滑轮7、转动收集装置8、可数控电机具体实施方式为了使本专利技术的上述目的、特征和优点更加明显易懂，下面结合具体实施例对本专利技术的具体实施方式做详细点的说明，从而对本专利技术的保护范围做出更为清晰点的界定。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，本领域的技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似的推广，因此本专利技术不受具体实施例的限制。其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本专利技术至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。优选的，各通道内的聚合物组分相同或相异。优选的，所述的纤维由聚丙烯腈、邻苯二甲酸醋酸纤维素、乙基纤维素、醋酸纤维素、聚苯乙烯、聚己内酯、聚氨酯中的一种或多种材料组成，溶剂为DMF。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：提供一种制备所述的多功能各异向纤维的制备方法，所制备的纤维是通过微流体装置实现的，包括以下步骤：首先，微流控装置的搭建利用微流体加工技术，采用微通道构建不同通道数和通道出口处具有不同壳结构的微流体设备，同时配备过渡小滑轮和纤维收集器：其次，多功能纤维的制备步骤：利用泵体将一种或多种聚合物分别装入注射器，连接各自的微通道入口，用数控注射泵控制各微通道中个聚合物溶液的流速，将微流体装置末端插入到盛水的接收装置中，利用不良溶剂固化的方式即可得到各异向的多功能微纤维。优选的，所述通道出口处的壳结构的横截面可以随意变化形状，如圆形、长方形、锯齿形或菱形等，所述通道为一个或者多个。优选的，所述的固化方法为以水、乙醇或二者混合物为不良溶剂，原理：水或醇是所选聚合物的不良溶剂，聚合物的溶剂(DMF)可溶于水或醇，而聚合物不溶于水，结果导致聚合物会瞬间固化成微球。优选的，所述的收集方式为不同转数的滚筒收集，可控制收集纤维的粗细。本专利技术利用微流控技术，设计组装带有壳结构的多通道的微流体装置，通过调节各通道的聚合物溶液的种类和流速，制备各异向的多功能纤维，各组分聚合物的种类和功能进行区分。选择不同性质的聚合物溶液(或在不同聚合物中加入功能分子或粒子等)进行纤维制备，可制备得到不同功能的各异向纤维，和传统的纤维制备方法相比，首先可实现纤维的多功能化，其次，本专利技术的装置简单，操作方便、方法绿色、在一些生物相关领用应用性更强。具体制备方法包括以下步骤：本专利技术提供了一种利用不良溶剂固化的方式制备多面异向多功能纤维的制备方法，其包括三个步骤：将溶液推入到接收装置中；进入接收装置中的流体在收集装置溶液中固化成纤维，即得目标纤维。用滚筒收集器以一定的转数对纤维进行收集；第一步：将一定浓度的纳米粒子或药物加入到聚合物溶液中，充分振荡或超声混匀(这些聚合物可以单独使用)，聚合物可以是聚丙烯腈、邻苯二甲酸醋酸纤维素、乙基纤维素、醋酸纤维素、聚苯乙烯、聚己内酯、聚氨酯中的一种，微流体装置的不同通道可以用同一种聚合物溶液或不同聚合物溶液，不良溶剂为水溶液。第二步：利用推进泵将一种或多种聚合物本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备多功能纤维的方法，其特征在于，所述纤维是通过微流控的方法制备的，包括以下步骤：首先，微流控装置的搭建利用微流体加工技术，采用微通道构建不同通道数的微流体设备、纤维收集器：其次，多功能纤维的制备步骤：利用泵体将一种或多种聚合物分别装入注射器，连接各自的微通道入口，用数控注射泵控制各微通道中个聚合物溶液的流速，将装置末端插入到盛蒸馏水的接收装置中，利用不良溶剂固化的方式即可得到各异向的多功能微纤维。最后，利用滚筒收集装置收集纤维

【技术特征摘要】
1.一种制备多功能纤维的方法，其特征在于，所述纤维是通过微流控的方法制备的，包括以下步骤：首先，微流控装置的搭建利用微流体加工技术，采用微通道构建不同通道数的微流体设备、纤维收集器：其次，多功能纤维的制备步骤：利用泵体将一种或多种聚合物分别装入注射器，连接各自的微通道入口，用数控注射泵控制各微通道中个聚合物溶液的流速，将装置末端插入到盛蒸馏水的接收装置中，利用不良溶剂固化的方式即可得到各异向的多功能微纤维。最后，利用滚筒收集装置收集纤维2.如权利要求1所述的方法，其特征在于微流体由一个或多个内部通道彼构成，且在通道的出口...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄超伯，唐国胜，许芊芊，
申请(专利权)人：南京林业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32