靜電法紡制聚酰胺6-66納米纖維紗及其結(jié)構(gòu)和性能.pdf

1、當(dāng)前，靜電紡纖維的形態(tài)主要有三種形式：無(wú)規(guī)取向、定向排列和連續(xù)纖維束。在靜電紡絲的過(guò)程中，當(dāng)使用導(dǎo)電的平板接收屏收集靜電紡纖維時(shí)，收集屏上得到的是由無(wú)規(guī)取向的纖維形成的纖維氈，這種纖維集合體可以應(yīng)用于過(guò)濾、組織工程基質(zhì)、傷口包扎、傳感器等領(lǐng)域；定向排列纖維的制備相對(duì)比較困難，目前主要是通過(guò)添加附加電場(chǎng)或者改變收集屏的形狀等方式對(duì)纖維施加機(jī)械力或電場(chǎng)力來(lái)實(shí)現(xiàn)。定向排列的纖維可以適用于生物醫(yī)學(xué)、光學(xué)、電學(xué)、機(jī)械制造等領(lǐng)域；連續(xù)靜電紡纖維束的

2、制備方法相對(duì)較少，主要有水浴法、雙電極法、滾筒法、加捻法等四種方法。連續(xù)的紗線(xiàn)是紡織工業(yè)中最常用的原料，制取由納米級(jí)纖維構(gòu)成的連續(xù)紗線(xiàn)，對(duì)于豐富靜電紡纖維的產(chǎn)品類(lèi)型，拓展其應(yīng)用領(lǐng)域具有十分重要的作用。 本課題以聚酰胺6／66共聚物為原料，利用自行設(shè)計(jì)加工的靜電紡絲裝置，以靜電紡絲技術(shù)為主體，結(jié)合浴液表面收集纖維、拉伸、卷繞等，制備得到了粗細(xì)均勻、性能良好、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的連續(xù)的紗線(xiàn)，連續(xù)紡絲的時(shí)間達(dá)數(shù)小時(shí)。本文的研究?jī)?nèi)容主要包括：靜電

3、紡納米纖維紗的加工工藝探索、卷繞速度等參數(shù)對(duì)靜電紡纖維和紗線(xiàn)的結(jié)構(gòu)與性能的影響、優(yōu)化工藝條件下紗線(xiàn)的結(jié)構(gòu)和性能以及后加工工藝對(duì)紗線(xiàn)結(jié)構(gòu)和性能的影響。 靜電紡納米纖維紗的加工工藝探索：以電壓、流量、噴絲頭到液面的高度、卷繞速度、浴液濃度、噴絲口內(nèi)徑等為工藝參數(shù)，選用L18(37)正交表，進(jìn)行了6因素3水平的正交試驗(yàn)，以連續(xù)紡絲時(shí)間作為評(píng)價(jià)可紡性的標(biāo)準(zhǔn)，分析了各參數(shù)對(duì)可紡性的影響，得到了初步優(yōu)化的工藝條件：電壓13kv，卷繞速度10

4、0rpm，紡絲高度6cm，流量0．06ml／h，浴液濃度9‰，噴絲頭內(nèi)徑0．35mm。 紡絲高度、浴液濃度、卷繞速度對(duì)紗線(xiàn)結(jié)構(gòu)和性能的影響：討論了紡絲高度、浴液濃度對(duì)纖維的排列、紗線(xiàn)和纖維的粗細(xì)不勻率、纖維的結(jié)晶度、紗線(xiàn)的力學(xué)性能等的影響，重點(diǎn)分析了卷繞速度對(duì)纖維的結(jié)晶度、取向度和紗線(xiàn)的熱機(jī)械性能及力學(xué)性能等的影響。研究發(fā)現(xiàn)：較高的紡絲高度有利于靜電紡纖維沿紗線(xiàn)軸向平行排列，增加纖維的結(jié)晶度，提高紗線(xiàn)的力學(xué)性能，但紡絲距離太大，

5、不利于紗線(xiàn)的連續(xù)紡制；當(dāng)浴液的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為‰時(shí)，可獲得粗細(xì)均勻的紗線(xiàn)，纖維的定向排列程度高；較大的卷繞速度有利于減小纖維的直徑，改善纖維的結(jié)晶度，提高紗線(xiàn)的力學(xué)性能。 優(yōu)化工藝條件下紗線(xiàn)的結(jié)構(gòu)和性能：綜合考慮正交試驗(yàn)的結(jié)果和紡絲高度等參數(shù)對(duì)靜電紡納米纖維紗的結(jié)構(gòu)和性能的影響，得到了優(yōu)化的工藝條件：紡絲電壓14kv，紡絲液流量O．06ml／h，紡絲高度9cm，浴液濃度5％o，卷繞速度100rpm，噴絲頭的內(nèi)徑0．35mm。在該工藝