靜電紡絲法制備高聚物纖維及其改性研究.pdf

1、靜電紡絲法是聚合物溶液或熔體借助靜電作用進行噴射拉伸獲得納米纖維的一種獨特方法。通過電紡所得纖維具有比表面積大、孔隙率高等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于復(fù)合物增強材料、過濾材料、藥物傳輸系統(tǒng)、電池隔膜等方面。
　　 本文通過測量高分子電紡溶液的流變性，與所得纖維的形貌相關(guān)聯(lián)，研究溶液流變性質(zhì)與可紡性之間的關(guān)系，成功應(yīng)用纏結(jié)濃度半定量評估了含非良溶劑的高聚物溶液的可紡性，并從分子鏈纏結(jié)的角度解釋了非良溶劑丙酮存在的作用，對靜電紡絲法制備聚合物納

2、米纖維有重要的指導(dǎo)意義。
　　 本文將聚偏氟乙烯(PVDF)和聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物(P(VDF-HFP))分別溶解于N，N-二甲基乙酰胺和丙酮(DMAc：Act=7:3)的混合體系中，考察在其非良溶劑丙酮存在的情況下高分子溶液濃度和增比粘度ηsp的依賴關(guān)系，測出兩種溶液纏結(jié)濃度(Ce)分別為6.8wt％和4.8wt％。
　　 對不同濃度的高聚物溶液進行電紡，電紡條件：流速為1mL/h；接收距離為165mm；電壓為8

3、-10kv。掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn)在16wt％和13wt％時電紡得到均一無珠的PVDF及P(VDF-HFP)納米纖維，結(jié)果表明：Ce對兩種含非良溶劑的高聚物溶液可紡性具有半定量的評估作用。濃度低于Ce時無法紡出纖維，主要形成聚合物微粒；Ce是電紡出珠狀纖維的最小濃度；紡出均一的無珠纖維則溶液濃度至少需要2-2.5倍Ce。
　　 在此基礎(chǔ)上，分別測量了聚丙烯腈在其良溶劑與混合溶劑中溶液的纏結(jié)濃度。在良溶劑中Ce為4.9wt％；加入非良溶

4、劑丙酮(DMAc：Act=7:3)，Ce降到4.2wt％。根據(jù)所得規(guī)律，直接在2.2Ce和2.1Ce時電紡得到均一無珠的PAN纖維。
　　 此外，論文對所得PAN電紡纖維進行了熱處理和表面改性研究。在原子力顯微鏡(AFM)下觀察發(fā)現(xiàn)，在玻璃化溫度Tg(75℃)附近熱處理后，PAN纖維中晶粒可發(fā)生無序-有序轉(zhuǎn)變。將熱處理后的纖維在NaOH溶液中進行水解，紅外光譜研究表明，堿處理使纖維表面產(chǎn)生羧基等極性官能團，為后續(xù)表面衍生化提供活