时，使光引发剂、聚氨酯丙烯酸酯和石墨烯混合均 匀，在室温自然光线下静置1. 5天，使聚酯丙烯酸酯发生一定程度上的预聚得前驱体溶液；
[0047] (2)制备绞线：将步骤（1)配制好的纺丝前驱液倒入内径为1. 2厘米的铝制喷丝 嘴中，喷丝嘴尖端大小2. 5毫米，向密闭的箱体中通入氮气，氮气流速5立方毫米/秒，通 入4分钟后达到隔氧效果后再进行静电纺丝，喷丝嘴到滚筒收集极的距离为5厘米，纺丝电 压10千伏，电机转速100转/分，用紫外光源功率500瓦，对喷丝嘴喷出的纤维进行照射， 紫外光源到滚筒收集距离为17厘米，经过7分钟，在滚筒收集极上收集到排列有序的连续 Graphene/PUA/Co微纳米纤维，将其缠绕制成绞线，即为具有电磁性能的柔性微纳米纤维绞 线。
[0048] 经测试计算该柔性微纳米纤维绞线的最大拉伸率为280%，电导率为3. 3X 10 4S/ cm〇
[0049] 实施例4
[0050] 一种具有电磁性能的柔性微纳米纤维绞线，包括以下步骤：
[0051] (1)配置纺丝前驱液：在锥形瓶中加入8克的聚氨酯丙烯酸酯（DR-U301，长兴化 工工业股份公司（台湾）），0.4克的液体光引发剂（photoinitiator 1173,2_羟基-2-甲 基-1-苯基-1-丙酮，Aldrich)，0. 3g克三氧化二铁粉末和5克碳纳米管粉末（Aladdin)， 用搅拌器进行遮光搅拌，采用45度水浴加热，搅拌5小时，使光引发剂、聚氨酯丙烯酸酯和 碳纳米管混合均匀，在室温下静置2天，使聚氨酯丙烯酸酯发生一定程度上的预聚，制成纺 丝前驱体溶液；
[0052] (2)制备绞线：将配制好的纺丝前驱液倒入内径为0. 8厘米的铝制喷丝嘴中，喷丝 嘴尖端大小3毫米，向密闭的箱体中通入氮气，氮气流速位方毫米/秒，通入5分钟后达 到隔氧效果后再进行静电纺丝，喷丝嘴到滚筒收集极的距离为50厘米，纺丝电压24千伏， 电机转速70转/分，用紫外光源功率300瓦，对喷丝嘴喷出的纤维进行照射，紫外光源到滚 筒收集距离为16厘米，经过7分钟，在滚筒收集极上收集到排列有序的连续CNTs/PUA/Fe203微纳米纤维，将其缠绕制成绞线，即为具有电磁性能的柔性微纳米纤维绞线。
[0053] 经测试计算该柔性微纳米纤维绞线的最大拉伸率为260%，电导率为1. 6X 10 4S/ cm〇
[0054] 以上所述，仅为本发明的说明实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制， 应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，做出的若干改 进和补充也应视为本发明的保护范围，本发明未详尽说明处均为本领域技术人员所公知的 现有技术，凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，利用以上所 揭示的技术内容做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同 时，凡依据本发明的实质技术对上述实施例所做的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍 属于本发明的技术方案的范围。
【主权项】
1. 一种具有电磁性能的柔性微纳米纤维绞线，其特征在于，缠绕成所述柔性微纳米纤 维绞线的微纳米纤维含有光固化高分子材料、导电物质和磁性纳米颗粒，所述微纳米纤维 通过无溶剂电纺纺丝前驱液制得，电纺过程在少氧紫外光照环境下进行，所述纺丝前驱液 含有光固化材料的液体预聚物、光引发剂、导电物质和磁性纳米颗粒，不含有机溶剂。2. 如权利要求1所述的一种具有电磁性能的柔性微纳米纤维绞线，其特征在于，所述 柔性微纳米纤维绞线具有磁性，且在自然状态下电导率为10 4S/cm数量级。3. 如权利要求1所述的一种具有电磁性能的柔性微纳米纤维绞线，其特征在于，所述 柔性微纳米纤维绞线的最大拉伸率大于等于200%。4. 如权利要求1至3所述的一种具有电磁性能的柔性微纳米纤维绞线的制备方法，其 特征在于，包括以下步骤： (1) 配置纺丝前驱液：将光固化材料的液体预聚物与光引发剂、导电物质、磁性纳米颗 粒在避光环境下混合均匀，再在自然光环境下静置使其预聚，得纺丝前驱液； (2) 制备绞线：将步骤（1)配得的纺丝前驱体溶液置于制备有序微纳米纤维的静电纺 丝装置连通纺丝喷头的储液机构中，并将所述静电纺丝装置的纺丝喷头和收集极置于少氧 环境下进行电纺，电纺过程中用紫外光源对纺丝喷头喷出的射流和静电纺丝装置的收集极 进行照射，收集收集极上有序排列的微纳米纤维，将其缠绕成粗细均匀的绞线即得具有电 磁性能的柔性微纳米纤维绞线。5. 如权利要求4所述的一种具有电磁性能的柔性微纳米纤维绞线的制备方法，其特征 在于，所述步骤（1)的光固化材料为聚氨酯丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、聚酯 丙烯酸酯、丙烯酸树脂中的一种或多种；所述导电物质为聚苯胺、聚吡咯、聚（3, 4-乙撑二 氧噻吩）、聚噻吩、聚（3-己基噻吩）、聚乙炔、聚对苯乙烯、聚苯硫醚、聚苯基乙炔、石墨烯、 碳纳米管、金属纳米颗粒等中的一种或多种；所述磁性纳米颗粒为y-Fe203、Fe304、钴、镍磁 性纳米颗粒或复合磁性纳米颗粒的一种或多种，所述复合磁性纳米颗粒含有铁、钴、镍中的 一种或多种。6. 如权利要求5所述的一种具有电磁性能的柔性微纳米纤维绞线的制备方法，其特征 在于，所述步骤（1)的光固化材料为聚氨酯丙烯酸酯，所述光引发剂与聚氨酯丙烯酸酯的 质量比为1:10~30,所述步骤（1)的静置预聚时间为1~2天。7. 如权利要求5所述的一种具有电磁性能的柔性微纳米纤维绞线的制备方法，其特征 在于，步骤（1)配制纺丝前驱液：在锥形瓶中加入8克的聚氨酯丙烯酸酯，0. 4克的液体光 引发剂，和2克聚苯胺粉末，0. 3克三氧化二铁粉末用搅拌器进行遮光搅拌，采用40~50度 水浴加热，搅拌2~3小时，使其混合均匀，在室温下静置1~2天，制成纺丝前驱液。8. 如权利要求4所述的一种具有电磁性能的柔性微纳米纤维绞线的制备方法，其特征 在于，所述步骤（2)的少氧环境为氧气浓度低于5%的纺丝环境，所述步骤（2)的电纺过程 的纺丝电压为10~30千伏，纺丝距离为5~50厘米，紫外光源的功率为300~500瓦。9. 如权利要求4所述的一种具有电磁性能的柔性微纳米纤维绞线的制备方法，其特 征在于，所述步骤（2)中的静电纺丝装置包括高压电源、储液机构、纺丝喷头、隔氧机构、紫 外光源和滚筒收集极，所述高压电源正极连接纺丝喷头，纺丝喷头连通贮存纺丝前驱液的 储液机构，所述滚筒收集极连接高压电源负极或直接接地，所述隔氧机构包括密封箱，所述 纺丝喷头和滚筒收集极位于密封箱内，紫外光源位于密封箱内或其发射的紫外光线可射入 密封箱内，紫外光源可照射纺丝喷头和滚筒收集极间空间，所述密封箱上设置有进气口和 出气口，所述进气口连接气体源，所述气体源为氮气源、二氧化碳源或惰性气体源，所述密 封箱内还设置有阻碍气体直接吹入箱内的挡板，所述挡板位于进气口和收集极之间，所述 密封箱内设置有防止紫外光线直接照射纺丝喷头喷射端处的射流的遮光板，所述遮光板位 于紫外光源和纺丝喷头喷射端之间，贴近纺丝喷头喷射端设置，所述滚筒收集极的收集滚 筒与直流无刷电机的输出轴对接联动，收集滚筒和直流无刷电机的输出轴的中心轴线相重 合，直流无刷电机电连接电源和控制电机转速的电机控制器。10.如权利要求9所述的一种具有电磁性能的柔性微纳米纤维绞线的制备方法，其特 征在于，所述步骤（2)在电纺过程开始前，采用内径为8~12毫米的导气管，先开启气体源 向密封箱中通入气体，气体流速3~9立方毫米/秒，待密封箱内达到氧气浓度低于5%的 少氧环境后再开启静电纺丝装置开启纺丝，纺丝喷头到收集滚筒的间距为5~50厘米，收 集滚筒半径3~8厘米，直流无刷电机带动滚筒旋转的转速为70~200转/分，紫外光源 到收集滚筒距离为15~20厘米，纺丝时间为3~10分钟。
【专利摘要】本发明公开了一种具有电磁性能的柔性微纳米纤维绞线及其制备方法，缠绕成所述柔性微纳米纤维绞线的微纳米纤维含有光固化高分子材料、导电物质和磁性纳米颗粒，所述微纳米纤维通过无溶剂电纺纺丝前驱液制得，电纺过程在少氧紫外光照环境下进行，所述纺丝前驱液含有光固化材料的液体预聚物、光引发剂、导电物质和磁性纳米颗粒，不含有机溶剂。该微纳米纤维绞线具有优异的力学性能，且具有良好的电磁性能，同时在静电纺丝制备过程中无需添加有机溶剂，制备过程更加安全环保，适宜大规模生产。
【IPC分类】D01D1/02, B82Y40/00, D01F1/09, D01F6/70, D01D5/00, D01F1/10, B82Y30/00, D01F8/16
【公开号】CN105332092
【申请号】CN201510853008
【发明人】龙云泽, 于桂凤, 王乐, 贾宪生, 贺晓晓, 李金涛, 何宏伟
【申请人】青岛大学
【公开日】2016年2月17日
【申请日】2015年11月27日