聚合物電紡纖維形態(tài)結構控制與性能.pdf

1、靜電紡絲技術具有操作簡便、生產(chǎn)速率較高、并且可以應用于大多數(shù)聚合物等優(yōu)點，已經(jīng)廣泛的投入使用于制備聚合物納米纖維，靜電紡絲制備得到的納米纖維擁有極大的比表面積、極小的纖維直徑、較高的孔隙率和很小的孔隙尺寸等優(yōu)點，受到了極大的關注。本文分別從聚合物納米纖維的成形，聚合物納米纖維結構的形成和聚合物納米纖維改性及其應用等三個方面進行闡述，為靜電紡絲制備納米纖維的理論和應用提供了依據(jù)，研究如下：
　?。?）通過以前的研究表明，溶液濃度、電

2、場強度、電紡環(huán)境等因素會影響靜電紡絲制備得到均勻的納米纖維。其中，溶液的濃度為最主要因素，電紡溶液濃度必須達到纏結濃度以上，才能通過電紡得到均勻的納米纖維，在低于纏結濃度，得到帶有串珠的納米纖維。本實驗選取不同分子量的聚乳酸作為實驗材料，通過靜電紡絲技術制備得到納米纖維薄膜，實驗結果表明，在電紡低分子量聚乳酸時，只有高于纏結濃度3.8%(w/v)以上才能得到?jīng)]有串珠且均勻的納米纖維。相反，在高分子量聚乳酸電紡時候，其電紡濃度為0.5%(

3、w/v)的時候依舊能得到均勻且沒有串珠的納米纖維，0.5%（w/v）濃度低于1.1%（w/v）纏結濃度。這是與之前研究結果有所不一樣的。高分子量的聚乳酸由于鏈的緩慢松弛，使得溶液在電紡拉伸過程中依舊讓分子鏈保持互相的連接；而且，快速冷結晶和通過原子力顯微鏡得到的單根納米纖維模量圖都顯示了通過電紡得到的高分子量聚乳酸納米纖維擁有一定的分子排列。
　?。?）通過文獻表明，溫度以及PLLA與PDLA的不同比例會影響聚乳酸立構復合晶體的形

4、成，但是對于電紡是否也能形成立構復合晶目前還沒有被證實，以及分子量是否會影響立構復合物的形成也沒有被研究。所以，本實驗采取三組不同分子量的PLLA與PDLA等質(zhì)量的共混，通過靜電紡絲技術制備直徑一致的納米纖維（直徑誤差小于10%）。測試得出，通過靜電紡絲方法制備等比例低分子量PLLA與PDLA納米纖維可以得到部分立構復合晶體，對于高分子量PLLA與PDLA并沒有出現(xiàn)明顯的立構復合晶體，等比例PLLA與PDLA納米纖維薄膜通過冷結晶可以得

5、到大量的立構復合晶體。
　　（3）靜電紡絲制備得到的聚合物納米纖維擁有極大的比表面積，且易于改性等特點，被廣泛的應用于制備傳感器設備，來極大的提升傳感器的靈敏度。本實驗是由靜電紡絲得到的聚丙烯腈（PAN）納米纖維作為制備傳感器的基底材料，然后在納米纖維表面通過原位聚合的方法制備聚苯胺形成聚苯胺薄殼，聚苯胺作為濕度靈敏材料。制備的傳感器是通過人體的嘴巴和鼻子呼出的氣體所導致濕度變化進行檢測，且靈敏度是由聚苯胺的負載量和形貌以及濕度改