【叶博士在线】第六十九期熔体纺纳米纤维

本期“叶博士在线”的主题是【熔体纺纳米纤维】！我院的《浙江省化纤产业发展状况调研报告》荣获全省质监系统201...

本期“叶博士在线”的主题是【熔体纺纳米纤维】！

我院的《浙江省化纤产业发展状况调研报告》荣获全省质监系统2015年度优秀调研报告一等奖，该调研报告指出，经过几十年的发展，浙江不仅成为中国重要的化纤生产基地，也已成为中国化纤产业发展的一面旗帜。但是近年来，随着国内外经济形势的变化，我省化纤行业面临日益严峻的形势，一个突出问题就是产品同质化现象严重。差别化、异形纤维、功能纤维或者纳米纤维是产业升级的一个努力方向。来自上海同济大学的课题组，利用熔体纺丝的装置实现了连续纳米纤维的批量化制备，老树开新花，给人启迪。论文以《A novel method for fabricating continuous polymer nanoﬁbers》为名发表在《Polymer》上。

纳米纤维的批量化制备一直是产业化难点，常规熔体纺丝制备的纤维直径多在10 mm～20 mm之间，熔喷纤维直径多在2 mm左右。该文中利用常规纺丝装置制备纳米纤维的关键：第一点在于利用螺杆挤出机，并引入倍增器multiplier实现聚乳酸PLA和聚环氧乙烷PEO的多层共挤出（类似海岛纺丝的工艺），经过9次multiplier的放大之后，就形成了1024层复合薄片结构，PLA层的厚度在1～3 mm之间；第二点在于利用带有7个刀片的纺丝模头将挤出的聚合物多层片切割成小条，每个小条含有1024层聚合物层，将小条牵伸收集从而将纤维直径减小为纳米级；最后将PEO组分溶解在水中，就可以收集得到PLA的纳米纤维，当卷绕收集速度为30 rpm时，纤维直径在400～500 nm之间，在实验室内，生产效率可达2 kg/h。红外测试结果表明，PEO可以在水中溶解完全，从而得到纯的PLA纳米纤维。