一种磁纺制备石墨烯/聚合物有序微纳米复合纤维的方法
专利汇可以提供一种磁纺制备石墨烯/聚合物有序微纳米复合纤维的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种磁纺制备 石墨 烯/ 聚合物 微 纳米 纤维 的方法，包括以下步骤：(1)搭建磁纺装置：所述磁纺装置包括带有永磁 铁 的旋转收集圆盘；(2)配制前驱体纺丝液： 磁性 纳米颗粒、高分子聚合物和 石墨烯 分散液混合溶于 有机 溶剂 配溶液；(3)利用磁纺装置制备石墨烯/聚合物微纳米复合纤维：将前驱体纺丝液注入给料装置中，开启给料装置，纺丝喷头喷射口处的液滴在 磁场 力 的作用下形成射流与永 磁铁 搭连成桥，打开直流无刷 电机 带动收集圆盘旋转，在磁场力作用下铁磁 流体 射流不断被拉出，在收集圆盘的竖直支柱间缠绕形成微纳米纤维。该方法无需高压电作用，降低了生产成本和安全隐患，纤维排布有序，适合大规模生产，具有很好的应用前景。，下面是一种磁纺制备石墨烯/聚合物有序微纳米复合纤维的方法专利的具体信息内容。
1.一种磁纺制备石墨烯/聚合物微纳米纤维的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)搭建磁纺装置：所述磁纺装置包括可以控制给料速率的给料装置，纺丝喷头，喷头驱动机构和纺丝接收装置，所述纺丝接收装置包括水平设置的收集圆盘，所述收集圆盘的底部圆心处与直流无刷电机的输出轴对接联动，直流无刷电机电连接电源和控制电机转速的电机控制器，所述收集圆盘上表面以圆盘中心轴线为对称轴对称设置竖直支柱，所述竖直支柱为4个，其中1个为永磁铁，3个为金属细针，所述纺丝喷头水平设置，纺丝喷头的喷射口指向纺丝接收装置的永磁铁，所述纺丝喷头连接可带动其在竖直方向上做往复运动的喷头驱动机构，所述纺丝喷头与供给纺丝液的给料装置相连，磁纺装置的给料装置包括微量注射泵，连接微型注射泵的注射器针管，以及与注射器针管针头相连的输液管，所述输液管与纺丝喷头相连，磁纺装置的喷头驱动机构为直线电机及其控制器；
(2)配制前驱体纺丝液：磁性纳米颗粒、石墨烯分散液和高分子聚合物充分混合溶于有机溶剂中配制成前驱体纺丝液；
(3)利用磁纺装置制备石墨烯/聚合物微纳米复合纤维：将步骤(2)配制的前驱体纺丝液注入给料装置中，开启给料装置，调整给料装置的给料速率，纺丝喷头喷射口处的前驱体纺丝液液滴在磁场力的作用下形成射流与永磁铁搭连成桥，此时打开喷头驱动机构开关和直流无刷电机的电机控制器开关，调节电机转速，直流无刷电机带动收集圆盘旋转，在磁场力作用下铁磁流体射流不断被拉出，在拉伸细化过程中伴随着溶剂挥发，在收集圆盘的竖直支柱间缠绕形成有序排列的石墨烯/聚合物有序微纳米复合纤维。
2.如权利要求1所述的一种磁纺制备石墨烯/聚合物微纳米纤维的方法，其特征在于，步骤(2)配制前驱体纺丝液：加入表面活性剂将磁性纳米颗粒分散到有机溶剂中配制成磁流体溶液，高分子聚合物和石墨烯分散液溶于有机溶剂中配制成聚合物/石墨烯混合溶液，将磁流体溶液与聚合物/石墨烯混合溶液混合制成前驱体纺丝液。
3.如权利要求2所述的一种磁纺制备石墨烯/聚合物微纳米纤维的方法，其特征在于，步骤(2)中所述的表面活性剂是十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、吐温80、油酸、烷基季铵盐中的一种；步骤(2)所述的所述的高分子聚合物是聚氧化乙烯、聚偏氟乙烯、聚己内酯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯中的一种或多种；步骤(2)所述的有机溶剂是氯仿、N,N-二甲基甲酰胺、丙酮和水中的一种或多种；步骤(2)所述的磁性纳米颗粒是γ-Fe2O3、Fe3O4、钴、镍磁性纳米颗粒或含有铁、钴、镍中一种或多种的复合磁性纳米颗粒。
4.如权利要求2所述的一种磁纺制备石墨烯/聚合物微纳米纤维的方法，其特征在于，所述步骤(2)中的磁流体纺丝液的配制方法：选用十二烷基苯磺酸钠作为表面活性剂，将直径在20纳米的γ-Fe2O3磁性纳米颗粒分散到氯仿中配制质量分数为11.5％的磁流体溶液；
石墨烯/聚合物溶液与磁流体溶液按溶液质量比1:1的比例混合制成前驱体纺丝液。
5.如权利要求4所述的一种磁纺制备石墨烯/聚合物微纳米纤维的方法，其特征在于，所述步骤(2)中的聚合物/石墨烯混合溶液的配制方法：3.0克质量分数为2.8wt％的石墨烯分散液，0.3克分子量5000000的聚氧化乙烯粉末与6.5克去离子水混合，然后掺加0.2克的
1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐，磁力搅拌5小时，使溶液混合均匀，再静置90分钟得聚合物/石墨烯混合溶液。
6.如权利要求1所述的一种磁纺制备石墨烯/聚合物微纳米纤维的方法，其特征在于，所述步骤(2)配制前驱体纺丝液：选用十二烷基苯磺酸钠作为表面活性剂，将直径在20纳米的γ-Fe2O3磁性纳米颗粒分散到氯仿中，加入与磁性纳米颗粒等质量的表面活性剂，配制γ-Fe2O3磁性纳米颗粒质量分数为11.5％的磁流体溶液；3.0克质量分数为2.8wt％的石墨烯分散液，0.3克分子量5000000的聚氧化乙烯粉末与6.5克去离子水混合，然后掺加0.2克的1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐，磁力搅拌5小时，使溶液混合均匀，再静置90分钟得聚合物/石墨烯混合溶液；聚合物/石墨烯混合溶液与磁流体溶液按溶液质量比1:1的比例混合搅拌
3小时，至溶液均匀，制成前驱体纺丝液。
7.如权利要求6所述的一种磁纺制备石墨烯/聚合物微纳米纤维的方法，其特征在于，所述步骤(3)利用磁纺装置制备石墨烯/聚合物微纳米复合纤维：将步骤(2)配好的纺丝前驱体纺丝液加入注射器针管1中，打开微量注射泵开关9，前驱体纺丝液以80微升/分钟的推进速率从喷头均匀定量喷出，调节喷头与永磁铁间距为6.5毫米，在磁场力的作用下，喷出的射流恰好与永磁铁5搭连成桥，此时打开电源开关和电机控制器11，旋转电机13带动收集圆盘6快速旋转，旋转电机转速为300转/分钟，同时打开线型马达开关10，线型马达3带动喷头4往复运动，在磁场力作用下，纺丝液射流不断被拉出，在拉伸细化过程中伴随着溶剂挥发，纺丝20分钟，在收集圆盘的竖直支柱间缠绕形成有序的石墨烯/聚合物微纳米纤维。
8.如权利要求1所述的一种磁纺制备石墨烯/聚合物微纳米纤维的方法，其特征在于，所述磁纺制备有序石墨烯/聚合物微纳米复合纤维的方法还包括步骤(4)后期处理：用酸性溶液浸泡氧化步骤(3)所得的有序石墨烯/聚合物微纳米复合纤维溶解去除其中的磁性纳米颗粒，即可以得到不含磁性颗粒的有序石墨烯/聚合物微纳米复合纤维。
9.如权利要求8所述的一种磁纺制备石墨烯/聚合物微纳米纤维的方法，其特征在于，所述步骤(4)后期处理：将步骤(3)所得的有序石墨烯/聚合物微纳米复合纤维放入体积比为3:1的硫酸和硝酸的混合溶液中浸泡氧化，氧化温度80℃，时间为48小时，然后取出微纳米纤维用去离子水和酒精各清洗6遍，真空110℃干燥，即可得到不含磁性颗粒的有序石墨烯/聚合物微纳米复合纤维。
一种磁纺制备石墨烯/聚合物有序微纳米复合纤维的方法
技术领域
背景技术
发明内容
具体实施方式
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 一种微量配药注射器 | 2020-05-11 | 354 |
| 一种基于手动微量注射器的昆虫微量注射方法 | 2020-05-11 | 344 |
| 微量泵注射器专用输液器 | 2020-05-16 | 634 |
| 眼部注射用微量注射器 | 2020-05-14 | 755 |
| 一种柔性微量注射器 | 2020-05-14 | 951 |
| 微量计量注射器 | 2020-05-12 | 237 |
| 一种微量电动注射器 | 2020-05-15 | 315 |
| 自动微量注射器 | 2020-05-12 | 1020 |
| 一次性微量高精度安全注射器 | 2020-05-16 | 594 |
| 一种微量注射器 | 2020-05-12 | 923 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
