納米纖維制備技術(shù)(納米纖維主要的制備方法有哪些)

由于大多數(shù)聚合物的熔點高、分子結(jié)構(gòu)特殊、熔體黏度大、高耐溶劑性，以及分子鏈中一般含有N，O和S等雜元素的芳環(huán)，因此其加工過程中普遍存在加工溫度高、能耗大、強極性溶劑有毒等問題，很大程度上制約著聚合物納米纖維的研發(fā)進程。近年來納米纖維主要的制備方法，包括熔噴法、靜電紡絲法和共混海島法。

熔噴法

熔噴法是制備聚合物納米纖維的常用方法，其主要原理為聚合物熔體在噴絲頭的細孔中被高壓熱氣流拉伸，從而以高速率形成短纖維。熔噴法的優(yōu)點是可擴展到工業(yè)生產(chǎn)和低成本，但想要更進一步細化，關(guān)鍵在于噴絲孔的細化，這就在增加制造成本的同時，還存在噴絲孔易堵塞等問題。特別是對于耐高溫納米纖維，由于其高聚物高熔點，高黏度，高黏溫性等特性，導(dǎo)致其流變行為極其復(fù)雜，這也進一步限制了熔噴耐高溫納米纖維的發(fā)展

靜電紡絲法

靜電紡絲法主要分為溶液電紡和熔體電紡，其基本原理是在高壓靜電場力的牽引下，聚合物溶液或熔體克服表面張力形成射流，并在噴射過程中固化形成纖維，是一種簡單有效的可連續(xù)制備納米纖維的技術(shù)。對于熔體靜電紡絲，其核心要求是紡絲原料具有優(yōu)良的流動性。靜電紡絲法裝置簡單，但生產(chǎn)效率和穩(wěn)定化生產(chǎn)是面向產(chǎn)業(yè)化的重要挑戰(zhàn)。其中溶液靜電紡絲法需要特定的溶劑去溶解聚合物，存在溶質(zhì)轉(zhuǎn)化率低、溶劑有毒等不可避免的問題，特別是對于耐高溫聚合物來說，找到合適的溶劑非常困難。

共混海島法

共混海島法制備納米纖維的基本原理是，先利用傳統(tǒng)方法制備共混材料的共混纖維，然后利用材料之間表面能和黏度的差異，利用特定的溶劑將共混纖維中的“海相”部分溶解，從而來獲得“島相”的納米纖維，其流程如圖 1?3 所示。盡管使用這種方法可以制備納米級纖維，但這種方法存在明顯的缺點。需要用溶劑去溶解“海相”組分，并且工藝流程長，制備成本高，同時大量有毒溶劑的使用對環(huán)境造成的危害極大，這些因數(shù)限制了其在工業(yè)化的生產(chǎn)，也制約了其制備的納米纖維在除塵等領(lǐng)域的應(yīng)用。