一种利用高速气流纺丝制备用于电磁波吸收的自发性吸水海绵的方法

一种利用高速气流纺丝制备用于电磁波吸收的自发性吸水海绵的方法
(2)技术领域
1.本发明涉及利用高速气流纺丝制备用于电磁波吸收的高吸水性海绵的方法，属于材料科学与工程技术和吸波材料领域。
(3)

背景技术：

2.电磁污染是指由各种电磁波在一定范围内辐射出的电磁能对人类，动物，植物及微生物等生物体产生的有害影响。电磁污染主要来源于电子产品，如无线电、工业用电源、电线、电力设备等各种电子仪器。随着现代社会对电子产品的使用及电力设备的增加，电磁污染也会随之增加，从而影响人类的健康。严重的电磁污染可以引起人类身体的细胞结构发生变化，导致血脂和血糖水平发生变化，甚至可能导致癌症发生。电磁波吸波材料是一种特殊的电磁介质，它具有很强的电磁吸收能力，能够有效地吸收外界传来的电磁波。它由各种不同的材料制成，如金属粉末、金属纤维、玻璃纤维、石墨烯和聚合物等，可以用于吸收多种不同频率的电磁波，如微波、超高频、无线电等。从而达到减轻电磁辐射的目的。吸波纤维材料是一种特殊的纤维材料，它具有吸收及散射电磁波的能力。它主要由纤维织物及其他吸波母材所构成。吸波纤维材料当前需求是具有良好的耐久性，能够耐受恶劣的环境条件，具备较长的使用寿命。
3.空气流纺丝是一种新型的纺织技术，它采用空气流的力量来拉伸纤维，以形成细长的丝状纤维，从而生产精细的纳米纤维，其优点在于可以生产出细小、纤细、结构均匀的纤维，具有很好的柔韧性和耐磨性，在控制纤维形貌和纤维直径的同时能够实现生产规模化。
4.本发明生产的用于电磁波吸收的自发性吸水海绵在自身含水量低于环境湿度时自发的从环境中吸收水分，由于水是一种良好的吸波介质，因此本发明生产的海绵材料也可作为一种优良的吸波材料，可被用于各种湿度环境，尤其是海面探测器或浮标等装置。
(4)

技术实现要素：

5.1、本发明的目标
6.本发明提供了一种利用高速气流纺丝制备用于电磁波吸收的自发性吸水海绵的方法，通过气流纺丝将液滴拉伸成纤维制成的，纤维堆积自动形成宏观海绵。这种海绵的主要成分是高吸水性物质，该海绵在使用时能够自发吸收周围环境中的水分，并通过吸水类盐使水牢固结合，同时该海绵可以在高温烘干后具备一定的重复使用能力，也具有高吸波性能，易于加工且理化性能稳定。
7.2、本技术的发明要点
8.本发明要点如下：
9.一种利用高速气流纺丝制备用于电磁波吸收的自发性吸水海绵的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
10.(1)选取合适的具有高吸水性的材料，如海藻酸钠(sa)、氯化钙(cacl2)、氯化锌(zncl2)、氯化锂(licl)，氯化钠(nacl)、氯化镁(mgcl2)等；
11.(2)以氯化锂(licl)/海藻酸钠(sa)为例：取一定量的海藻酸钠(sa)和氯化锂(licl)溶解于超纯水，搅拌1h(溶液a)；海藻酸钠(sa)的用量为相对于水质量的5wt.％、7.5wt.％、10wt.％、12.5wt.％、15wt.％等，氯化锂(licl)的质量与海藻酸钠(sa)的质量比为0.5：1、1：1、2：1、3：1、5：1等；
12.(3)将配置好的溶液a装入10ml注射器中，溶液的推进速度为25-200μl/min，气流速度为10-40m/s，喷头到接收板的距离为10-30cm，纤维由液体在高速干燥气体的牵引下落于辊轴收集器上得到纤维状前体；以10wt.％浓度的sa为例，针头直径可选择20g(0.6mm)、21g(0.5mm)、22g(0.4mm)、24g(0.3mm)、28g(0.19mm)的，优选为22g(0.4mm)、24g(0.3mm)；推进速度为25μl/min、50μl/min、100μl/min、150μl/min、200μl/min，其中优选为50μl/min、100μl/min；气流速度为10m/s、15m/s、20m/s、30m/s、40m/s，优选为15m/s；接收距离为10cm、20cm、30cm，优选为20cm；
13.(4)将纤维状前体取下，放入100℃烘箱中干燥2天，即是用于吸波领域的具有自发性高吸水性的海绵。
14.(5)本发明的附图
15.图1纤维的sem图
16.(6)本发明实施例
17.以下介绍本发明方法的实施例：
18.实施例1
19.氯化锂(licl)/海藻酸钠(sa)复合吸波纤维海绵的制备
20.取质量比为0.5：1的氯化锂(licl)与海藻酸钠(sa)，溶解于超纯水，搅拌1h，海藻酸钠(sa)的用量为相对于水质量的5wt.％，将配置好的溶液装入10ml注射器中，设定溶液的推进速度为100μl/min，气流速度为15m/s，喷头到接收板的距离为20cm，针头规格为22g，纤维由液体在高速干燥气体的牵引下落于辊轴收集器上得到纤维状前体，将纤维状前体取下，放入100℃烘箱中干燥2天，即是用于吸波领域的具有高吸水性的海绵。
21.实施例2
22.氯化锂(licl)/海藻酸钠(sa)复合吸波纤维海绵的制备
23.取质量比为0.5：1的氯化锂(licl)与海藻酸钠(sa)，溶解于超纯水，搅拌1h，海藻酸钠(sa)的用量为相对于水质量的5wt.％，将配置好的溶液装入10ml注射器中，设定溶液的推进速度为50μl/min，气流速度为15m/s，喷头到接收板的距离为20cm，针头规格为22g，纤维由液体在高速干燥气体的牵引下落于辊轴收集器上得到纤维状前体，将纤维状前体取下，放入100℃烘箱中干燥2天，即是用于吸波领域的具有高吸水性的海绵。
24.实施例3
25.氯化锂(licl)/海藻酸钠(sa)复合吸波纤维海绵的制备
26.取质量比为0.5：1的氯化锂(licl)与海藻酸钠(sa)，溶解于超纯水，搅拌1h，海藻酸钠(sa)的用量为相对于水质量的5wt.％，将配置好的溶液装入10ml注射器中，设定溶液的推进速度为50μl/min，气流速度为15m/s，喷头到接收板的距离为20cm，针头规格为24g，纤维由液体在高速干燥气体的牵引下落于辊轴收集器上得到纤维状前体，将纤维状前体取
下，放入100℃烘箱中干燥2天，即是用于吸波领域的具有高吸水性的海绵。
27.实施例4
28.氯化锂(licl)/海藻酸钠(sa)复合吸波纤维海绵的制备
29.取质量比为1：1的氯化锂(licl)与海藻酸钠(sa)，溶解于超纯水，搅拌1h，海藻酸钠(sa)的用量为相对于水质量的5wt.％，将配置好的溶液装入10ml注射器中，设定溶液的推进速度为50μl/min，气流速度为15m/s，喷头到接收板的距离为20cm，针头规格为24g，纤维由液体在高速干燥气体的牵引下落于辊轴收集器上得到纤维状前体，将纤维状前体取下，放入100℃烘箱中干燥2天，即是用于吸波领域的具有高吸水性的海绵。
30.实施例5
31.氯化锂(licl)/海藻酸钠(sa)复合吸波纤维海绵的制备
32.取质量比为2：1的氯化锂(licl)与海藻酸钠(sa)，溶解于超纯水，搅拌1h，海藻酸钠(sa)的用量为相对于水质量的5wt.％，将配置好的溶液装入10ml注射器中，设定溶液的推进速度为50μl/min，气流速度为15m/s，喷头到接收板的距离为20cm，针头规格为24g，纤维由液体在高速干燥气体的牵引下落于辊轴收集器上得到纤维状前体，将纤维状前体取下，放入100℃烘箱中干燥2天，即是用于吸波领域的具有高吸水性的海绵。
33.实施例6
34.氯化锂(licl)/海藻酸钠(sa)复合吸波纤维海绵的制备
35.取质量比为0.5：1的氯化锂(licl)与海藻酸钠(sa)，溶解于超纯水，搅拌1h，海藻酸钠(sa)的用量为相对于水质量的7.5wt.％，将配置好的溶液装入10ml注射器中，设定溶液的推进速度为50μl/min，气流速度为15m/s，喷头到接收板的距离为20cm，针头规格为24g，纤维由液体在高速干燥气体的牵引下落于辊轴收集器上得到纤维状前体，将纤维状前体取下，放入100℃烘箱中干燥2天，即是用于吸波领域的具有高吸水性的海绵。
36.实施例7
37.氯化锂(licl)/海藻酸钠(sa)复合吸波纤维海绵的制备
38.取质量比为0.5：1的氯化锂(licl)与海藻酸钠(sa)，溶解于超纯水，搅拌1h，海藻酸钠(sa)的用量为相对于水质量的10wt.％，将配置好的溶液装入10ml注射器中，设定溶液的推进速度为50μl/min，气流速度为15m/s，喷头到接收板的距离为20cm，针头规格为24g，纤维由液体在高速干燥气体的牵引下落于辊轴收集器上得到纤维状前体，将纤维状前体取下，放入100℃烘箱中干燥2天，即是用于吸波领域的具有高吸水性的海绵。
39.实施例8
40.氯化锂(licl)/海藻酸钠(sa)复合吸波纤维海绵的制备
41.取质量比为0.5：1的氯化锂(licl)与海藻酸钠(sa)，溶解于超纯水，搅拌1h，海藻酸钠(sa)的用量为相对于水质量的12.5wt.％，将配置好的溶液装入10ml注射器中，设定溶液的推进速度为50μl/min，气流速度为15m/s，喷头到接收板的距离为20cm，针头规格为24g，纤维由液体在高速干燥气体的牵引下落于辊轴收集器上得到纤维状前体，将纤维状前体取下，放入100℃烘箱中干燥2天，即是用于吸波领域的具有高吸水性的海绵。
42.实施例9
43.氯化镁(mgcl2)/海藻酸钠(sa)复合吸波纤维海绵的制备
44.取质量比为0.5：1的氯化镁(mgcl2)与海藻酸钠(sa)，溶解于超纯水，搅拌1h，海藻
酸钠(sa)的用量为相对于水质量的12.5wt.％，将配置好的溶液装入10ml注射器中，设定溶液的推进速度为50μl/min，气流速度为15m/s，喷头到接收板的距离为20cm，针头规格为24g，纤维由液体在高速干燥气体的牵引下落于辊轴收集器上得到纤维状前体，将纤维状前体取下，放入100℃烘箱中干燥2天，即是用于吸波领域的具有高吸水性的海绵。
45.实施例10
46.氯化锌(zncl2)/海藻酸钠(sa)复合吸波纤维海绵的制备
47.取质量比为1：1的氯化锌(zncl2)与海藻酸钠(sa)，溶解于超纯水，搅拌1h，海藻酸钠(sa)的用量为相对于水质量的7.5wt.％，将配置好的溶液装入10ml注射器中，设定溶液的推进速度为50μl/min，气流速度为15m/s，喷头到接收板的距离为20cm，针头规格为24g，纤维由液体在高速干燥气体的牵引下落于辊轴收集器上得到纤维状前体，将纤维状前体取下，放入100℃烘箱中干燥2天，即是用于吸波领域的具有高吸水性的海绵。
48.实施例11
49.氯化钠(nacl)/海藻酸钠(sa)复合吸波纤维海绵的制备
50.取质量比为1：1的氯化钠(nacl)与海藻酸钠(sa)，溶解于超纯水，搅拌1h，海藻酸钠(sa)的用量为相对于水质量的7.5wt.％，将配置好的溶液装入10ml注射器中，设定溶液的推进速度为50μl/min，气流速度为15m/s，喷头到接收板的距离为20cm，针头规格为24g，纤维由液体在高速干燥气体的牵引下落于辊轴收集器上得到纤维状前体，将纤维状前体取下，放入100℃烘箱中干燥2天，即是用于吸波领域的具有高吸水性的海绵。