靜電紡絲制備復(fù)合納米纖維材料.pdf

1、納米復(fù)合纖維是隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而涌現(xiàn)出的一種新型功能材料,它是由兩種或兩種以上性質(zhì)不同的材料,通過各種工藝手段組合而成的復(fù)合纖維體。在復(fù)合材料中,通常有一組分為連續(xù)相,稱為基體;另一組分為分散相,稱為增強(qiáng)材料。在本文中我們主要研究兩類復(fù)合纖維:第一,無機(jī)納米粒子/高分子復(fù)合納米纖維:第二,氧化物復(fù)合納米纖維。研究的主要內(nèi)容與取得的成果,具體歸納如下:
　　 1.靜電紡絲制備棉纖維素超細(xì)纖維及載銀纖維素復(fù)合納米纖維
　　

2、 首先用靜電紡絲方法,以LiCl/DMAc為溶劑,制備出棉纖維素(DP＞10000)超細(xì)纖維。對(duì)溶液性質(zhì)、電紡工藝、環(huán)境條件對(duì)紡絲過程及靜紡纖維的影響都做了系統(tǒng)的探討,結(jié)果表明:在纖維素濃度為1.1wt％、流速為0.04ml/min、場(chǎng)強(qiáng)1.2KV/cm等條件下,能夠電紡得到光滑、直徑分布均勻的纖維素超細(xì)纖維;同時(shí)對(duì)紡絲裝置進(jìn)行了幾個(gè)細(xì)節(jié)的改進(jìn),使其更適合靜紡該類型的紡絲液,擴(kuò)大了靜電紡絲的使用范圍;通過高速滾筒收集,制備得到取向性的靜

3、紡纖維,力學(xué)性能測(cè)試表明相比較于非取向性的纖維,它擁有著更強(qiáng)的力學(xué)性能:通過水接觸角的測(cè)試,結(jié)果顯示棉纖維素纖維膜經(jīng)過靜電紡絲后擊原來的厭水性變?yōu)橛H水性。因此,這種纖維素纖維膜或纖維氈有望用來做為組織支架、防護(hù)服和高吸水材料等等。之后,我們利用纖維素的多羥基結(jié)構(gòu),通過吸附硝酸銀水溶液的銀離子,結(jié)合紫外還原技術(shù),將表面吸附的銀離子還原為銀納米顆粒,實(shí)現(xiàn)對(duì)纖維素納米纖維的功能性Ag的摻雜復(fù)合,制備出纖維素/Ag復(fù)合纖維。紫外吸收譜圖表明該靜

4、紡纖維膜具有較好的吸光能力,可以用來做遮光紡織材料;同時(shí)考慮到銀具有良好的抗菌效果,該無紡布有望于應(yīng)用在抗菌材料(抗菌服裝)等領(lǐng)域。
　　 2.醋酸纖維素(CA)基復(fù)合納米纖維
　　 首先做了部分基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn):電紡制備CA納米纖維,并研究了其經(jīng)過堿處理得到再生纖維素納米纖維的轉(zhuǎn)變過程。然后通過物理摻雜,制備出醋酸纖維素/二氧化鈰復(fù)合納米纖維。采用TGA、SEM、XRD、TEM等測(cè)試方法,研究結(jié)果顯示,二氧化鈰納米顆粒很成功的

5、與CA進(jìn)行了復(fù)合,而且有意思的是:納米粒子不僅較均勻的分布在纖維的表面,還存在于纖維內(nèi)部,這就給復(fù)合纖維的力學(xué)性能帶來了增強(qiáng)的效果。UV-vis測(cè)試表明經(jīng)過二氧化鈰摻雜之后的復(fù)合納米纖維在紫外區(qū)域與可見光區(qū)域擁有著很強(qiáng)的吸收能力,可以用來作為紫外遮光材料。
　　 3.氧化物復(fù)合納米纖維——CeO2-Zn0復(fù)合納米纖維、ZnO-CuO復(fù)合納米纖維
　　 以無水乙醇和水為溶劑,用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、乙酸鋅、硝酸鈰配得前

6、驅(qū)體溶液,用靜電紡絲方法制備出PVP/Zn(CH3COO)2/Ce(NO3)3復(fù)合納米纖維,經(jīng)過高溫?zé)Y(jié),得到純的CeO2-ZnO復(fù)合納米纖維。并采用TGA,SEM,EDS,FTIR,XRD和FE-SEM等測(cè)試方法對(duì)其形貌和結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。結(jié)果顯示:前軀體靜紡纖維在500度煅燒后,得到了復(fù)合納米纖維,形貌由原來的光滑變得粗糙,直徑也由原來的227nm變?yōu)?6nm,纖維是由兩種納米粒子組合而成,一是立方晶系的CeO2,另一種是單斜晶系ZnO