静电纺丝制备几种聚合物/无机复合纳米纤维与性能研究

被引量 : 0次 | 上传用户:zhx35003
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
高压静电纺丝技术是目前制备连续长一维纳米材料最简单、最有效的手段而引起研究人员的关注。静电纺丝是目前制备直径在几纳米连续纤维的唯一的方法。此技术可应用于合成高聚物,天然高聚物,聚合物合金,同时在聚合物中可负载发色基团,纳米粒子、活性试剂、以及金属或陶瓷。本世纪初,科学家就开始利用这种手段制备无机、有机、有机/无机复合纳米纤维材料。有机/无机复合纳米纤维由于其优异的性能已被广泛地应用于光电子器件、生物医药、化学(生物)防护、催化敏化、高性能选择过滤、气体传感器等方面。无机纳米粒子(如磁性纳米粒子,量子点等)的超顺磁特性及光致发光特性等都与其尺度效应有关,如何将这些性能优异的无机纳米粒子与适当的有机聚合物复合,制备出性能卓越的一维纳米复合材料是一个非常有意义的富有挑战性课题。将无机功能纳米粒子与高分子进行复合,一方面为纳米粒子提供了稳定的化学环境,使其能较均匀地分散而不再发生团聚,充分发挥其尺寸效应,另一方面使高分子功能化,把无机纳米粒子的功能性与高分子优良的机械加工性能有机地结合在一起,制备出功能化的聚合物/无机复合纳米纤维。为此,本文选择了具有良好光致发光特性的聚对苯乙炔(PPV)、透明性及力学性能良好的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)及具有良好生物相容性的聚乙烯醇(PVA)和明胶(GE)为聚合物基质材料,以具有良好生物相容性的超顺磁性的四氧化三铁(Fe3O4)纳米粒子、具有良好荧光特性的硫化锌量子点(ZnS QDs)、碲化镉量子点(CdTe QDs)及二氧化硅(SiO2)纳米微球为无机功能材料,利用高压静电纺丝技术,结合原位法及湿法混合等方法制备了多种聚合物/无机复合纳米功能纤维材料,并对这些复合纤维的特性进行了研究。(1)采用Wessling法合成出PPV电子聚合物,研究PPV前驱体喷丝溶液的配制和浓度对纳米纤维形貌的影响,研究纺丝电压、接收距离等条件和工艺参数对所得纳米纤维直径的分布及成丝质量的影响,优化制备非复合PPV类电子聚合物纳米级电纺纤维的工艺条件。研究PVA、PMMA和GE的最佳纺丝条件,研究喷丝溶液的配制和各种成分比例对喷丝溶液的黏度和表面张力的影响,研究纺丝电压、接收距离和纺丝温度等条件对所得纺丝直径分布和成丝质量的影响。(2)选取合适的方法合成多种无机物纳米粒子。在4wt.%PVA溶液中,采用共沉淀法合成出具有超顺磁性的Fe3O4纳米粒子,PVA同时做为稳定剂和聚合物基质材料;采用水相法合成具有荧光特性的ZnS QDs,采用溶剂热法合成了一系列不同发射波长的CdTe QDs;采用改进的St ber法合成了SiO2纳米微球等不同功能的单分散的无机物纳米粒子。并选取不同性能的聚合物如PVA、GE、PPV和PMMA等聚合物与所合成的无机物纳米粒子复合,采用静电纺丝技术制备出具有PVA/Fe3O4、GE/Fe3O4、PMMA/CdTeQDs、PPV/ZnS QDs和PVA/SiO2等不同功能的复合纳米纤维。(3)利用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM),高分辨透射电子显微镜(HR-TEM)等研究复合、非复合一维纳米纤维表面和内部形态。结果表明,所得复合纳米纤维具有光滑连续的表面形貌,无机纳米粒子均匀地分散在纤维内部。利用X-射线衍射(XRD)、荧光光谱仪(PL)、紫外可见光谱仪(UV-Vis)、红外光谱仪(FT-IR)、磁学测量系统及热失重分析仪(TGA)等研究无机纳米粒子及复合纳米纤维材料微观结构和性能之间的关系,分析不同复合材料的成分和比例对纳米纤维性能的影响。结果表明,Fe3O4纳米粒子为反尖晶石结构,磁性复合纳米纤维具有较高的饱和磁强度,在室温下具有超顺磁性;ZnS QDs为立方闪锌矿结构,平均粒径在3.8nm。与纯PPV纤维相比,PPV/ZnS QDs复合纳米纤维的荧光发射光谱发生了明显的蓝移;PMMA/CdTe QDs复合纳米纤维表现出相对高的荧光强度,且随CdTe QDs含量的增加,复合纳米纤维的平均直径有减小的趋势。
其他文献
随着电信市场竞争的加剧,我国各大电信运营商都在积极推进业务转型,近年来,陆续推出了很多具有明显双边市场特征的平台业务,但这些业务在实际运营中都普遍存在一些商业模式设
随着工业和船运的发展,由船舶压载水装换所引起的海洋生物入侵问题给海洋环境、海洋生态健康和持续发展都带来了越来越严重的威胁。本文针对压载水微生物灭活处理这一热点问题
随着我国互联网的飞速发展,上网人数的逐年增加,网络购物环境和制度的逐步完善,越来越多的人开始尝试网络购物这一新兴购物方式。在这一大背景下,与网络购物有关的各种研究也
南极磷虾是生活在南大洋数量丰富的海洋甲壳动物,主要有7-8种,我们平时所说的南极磷虾主要指南极大磷虾。南极磷虾中含有丰富的磷脂资源,是磷脂的生物富集库,南极磷虾磷脂中含有
自改革开放以来,我国的经济建设产生了巨大成就,随着不断完善的市场经济体制,越来越多的优秀企业诞生,大批的国内企业走向世界参与到了国际市场竞争过程中。这就要求企业对自身管
本文从科学发展观产生的全球背景出发研究科学发展观理论的精神实质:真理原则和价值原则的辩证统一。任何理论体系的产生都不是凭空产生的,都与一定的内在外在因素紧密联系,科
奶牛是畜牧养殖业中的重要经济动物,可产生大量的乳,乳产量和乳质量对人民的生活有很大影响。奶牛乳腺发育、泌乳及退化受到生长因子等诸多因素的调控,其中胰岛素样生长因子(
本文分析了目前高中英语阅读教学的现状,指出了存在的问题和归因。结合《英语课程标准》对阅读教学的要求和高考的阅读试题走向,提出了一些行之有效的阅读策略,对高中英语阅
随着我国市场经济的不断发展,物流行业在迎来巨大发展机遇的同时,也面临着不少挑战。本文尝试从物流管理信息化的基本内涵出发,对其当下所面临的挑战与机遇的具体表现进行分
制定幼儿园园本培训制度,必须遵循以人为本的原则;遵循可接受性和可发展性原则;要注重个体差异,因人施教;做到激励机制与约束机制相结合。在实施管理中,无偏袒、讲时效、重过