【摘 要】
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聚己内酯（PCL）作为一种酯基杂链聚合物,可纺性好,但易降解、耐热性差;梯形聚倍半硅氧烷（LPSQ,（RSiO1.5）n）具有特殊的呈梯形分布的主链结构,使得双链中双键被破坏的概率大大降低,表现出突出的耐热、耐氧化及机械性能,同时具有良好地溶解性和成膜性。因此,本文将PCL与LPSQ进行共混,通过一步静电纺丝法制备具有特殊功能性的复合纤维膜,利用LPSQ中的取代侧基实现纳米纤维膜的功能化,并采用静
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聚己内酯（PCL）作为一种酯基杂链聚合物,可纺性好,但易降解、耐热性差;梯形聚倍半硅氧烷（LPSQ,（RSiO1.5）n）具有特殊的呈梯形分布的主链结构,使得双链中双键被破坏的概率大大降低,表现出突出的耐热、耐氧化及机械性能,同时具有良好地溶解性和成膜性。因此,本文将PCL与LPSQ进行共混,通过一步静电纺丝法制备具有特殊功能性的复合纤维膜,利用LPSQ中的取代侧基实现纳米纤维膜的功能化,并采用静电喷射技术制备具有优异疏水性能的微球,将微球喷涂整理至棉织物纤维表面。研究内容如下:（1）聚己内酯/梯形苯基聚倍半硅氧烷共混静电纺丝及其性能以苯基三甲氧基硅烷为原料,通过酸催化水解、碱催化缩聚,合成具有良好规整度的梯形苯基聚倍半硅氧烷。将PCL与ph-LPSQ共混,通过静电纺丝制备复合纳米纤维膜,优化了静电纺丝液浓度、溶剂比和共混比等工艺参数,制得直径均匀的纳米纤维,确定了 PCL/ph-LPSQ最佳共混比为1.0:0.2。通过EDS、XPS和ATR-IR对复合纤维膜的表面化学成分进行分析,并采用SEM和AFM来表征纤维膜表面的粗糙微结构。利用WCA,TGA和粘附力测试等对纤维膜的润湿性能和热学性能进行表征。结果表明,纤维表面“糙化”结构的构建使得复合纤维膜具有良好的超疏水性,接触角可以达到158°±0.1°,且粘附力只有111.916 μN。随着ph-LPSQ的加入,复合纳米纤维膜的初始降解温度相对于纯PCL膜的340℃提高至355℃。并且在80℃条件下烘24h后,纤维结构未被破坏,失重率仅为1.59%,热稳定性良好。对疏水性纳米纤维膜进行了油水分离测试,经过十次油水分离循环后,分离效率仍然可以达到98%以上,且纤维膜在酸、碱、盐条件下处理24 h后,依旧具有良好的疏水性能,表现出优异的稳定性和循环能力。复合纳米纤维膜在自清洁、防沾污、吸油和油水分离领域提供潜在的良好应用前景。（2）聚己内酯/氟化梯形苯基聚倍半硅氧烷共混静电纺丝及其性能将苯基三甲氧基硅烷和十三氟辛基三甲氧基硅烷混合,采用碱性催化条件水解,并缩聚生成具有含氟侧链的梯形苯基聚倍半硅氧烷F-ph-LPSQ。采用N,N-二甲基甲酰胺与三氯甲烷（1:6,V:V）为混合溶剂,由PCL与F-ph-LPSQ混合溶液静电纺丝制备PCL/F-ph-LPSQ复合纤维膜。探究电压、流速、接收距离以及共混比等工艺参数,对纤维形貌及直径分布的影响。PCL/F-ph-LPSQ不同共混比所得复合纤维膜对水接触角均高于150°,其中共混比为1.0:0.4时,纤维膜对水接触角高达164.8±0.4°。通过ATR-IR、EDS和XPS对复合纤维膜表面的化学成分进行分析。采用TGA对纤维膜的热性能进行表征,发现其初始降解温度为360℃,最终降解温度为445℃,残碳率为20.48%。经动态拒水和水滴滚落测试,发现纤维膜表面粘附力低（90.144μN）,纤维膜表现出优异的拒液性能。低表面能含氟链段的引入,使得PCL/F-ph-LPSQ纤维膜相对于PCL/ph-LPSQ纤维膜表现出更优越的疏水性能、热稳定性,具有更低的粘附力以及更好的自清洁性能。（3）聚己内酯/氟化梯形苯基聚倍半硅氧烷微球制备及棉织物喷涂应用将PCL与F-ph-LPSQ溶解于三氯甲烷中配制纺丝液,采用静电喷射法制备具有粗糙结构的微球,讨论了浓度、电压、流速、接收距离和共混比等工艺参数对微球形貌结构和粒径分布的影响。对不同共混比条件下制备的微球喷涂层进行测试,发现其接触角均大于160°,且在静置十五分钟后仍然高于150°,滚动角均小于1°,粘附力均小于51μN,表现出优异的超疏水性能。通过分析喷涂颗粒褶皱凸起和凹坑部位EDS能谱及元素含量,探究了微球“糙化”形貌的形成机理,确定喷涂共混比为1.0:0.4。将棉织物固定在静电喷射接收滚筒上,通过静电喷射法将PCL/F-ph-LPSQ微球直接喷涂整理至棉织物上,由醋丙乳液粘合剂赋予微球涂层牢度。通过WCA,TGA等性能测试,发现整理后棉织物水接触角≥160°,疏水性能优异;初始热降解温度355℃,热性能改善;且具有自清洁功能。经砂纸磨损和胶粘试验后,微球涂层表面对水接触角仍然维持在155°以上,表现出良好的机械稳定性。服用性能测试表明,微球涂层整理棉织物白度、透气率、硬挺度以及柔韧性与原棉织物相比无明显差异。
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