電紡絲制備高聚物納米纖維.pdf

1、該文主要對聚丙烯腈(PAN)/二甲基甲酰胺(DMF)、PAN/二甲基已酰胺(DMAC)體系進(jìn)行電紡絲,調(diào)節(jié)靜電壓(20~50KV)、噴頭孔徑(0.5~0.8mm)、接收距離(15~25cm)、溶液濃度(6 Wt％~14 Wt％)等過程參數(shù),制得PAN納米纖維,纖維平均直徑在200~1000nm;詳細(xì)分析了過程參數(shù)對纖維細(xì)度、形態(tài)等的影響,認(rèn)為高聚物溶液濃度及靜電壓對纖維細(xì)度有決定性影響,其它過程參數(shù)如接收距離、噴射孔徑、紡絲溶液溫度、溶

2、液電導(dǎo)率等的調(diào)整應(yīng)以這兩參數(shù)為基礎(chǔ)進(jìn)行.另外,采用輥筒收集有利于紡絲工藝的順利進(jìn)行,而且輥筒收集能使纖維氈中的纖維較整齊排列,但輥筒的卷繞速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于電紡絲速度,輥筒的旋轉(zhuǎn)不能起到拉伸的作用.對所得PAN纖維氈作熱定型、預(yù)氧化及碳化處理,發(fā)現(xiàn)熱定型在一定程度上能提高纖維的強度,輥筒收集的預(yù)氧化纖維氈有一定光澤,而碳化后的單根纖維直徑大大減小.進(jìn)行聚間苯二甲酰間苯二胺(MPIA)、聚4,4'-二氨基二苯醚撐對苯二甲酰對苯二胺(DPETA)

3、等高性能纖維的電紡絲,發(fā)現(xiàn)不同高聚物所能得纖維細(xì)度有較大差別,這與二者的分子鏈結(jié)構(gòu)有很大的關(guān)系.分子鏈的結(jié)構(gòu)在一定程度上決定所能得到電紡纖維的細(xì)度.用PAN與二醋酸纖維素(SCA)的混合溶液進(jìn)行電紡絲,而后用丙酮溶解掉纖維中的SCA相產(chǎn)生孔洞.不同比例PAN與SCA混合溶液的電紡纖維呈現(xiàn)不同的電鏡圖,二者比例相當(dāng)時,PAN與SCA各自成纖,當(dāng)SCA含量低時,SCA往往分散于PAN纖維中.結(jié)合試驗觀測及靜電噴霧技術(shù)等知識,對電紡絲形成纖維

4、的過程進(jìn)行分析.高聚物溶液從噴射孔流出首先要生成Taylor圓錐,然后Taylor圓錐伸長,并伴隨著射流的不穩(wěn)定運動,接著射流開始向固化纖維轉(zhuǎn)化.關(guān)于高聚物溶液射流,作者認(rèn)為可能存在分裂細(xì)化與單一細(xì)化兩種形式.通過Reneker等人單一細(xì)化的分析推出電紡絲速度計算公式,但計算結(jié)果與已報導(dǎo)數(shù)值有較大差別,從而提出射流分裂的可能性.該論文的創(chuàng)新工作主要在于:1.通過輥筒收集制得具有一定規(guī)整度的PAN納米纖維氈,并對纖維氈進(jìn)行預(yù)氧化等后處理,