【摘 要】
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纳米纤维凭借自身的高比表面积、小尺寸效应、表面效应等优异性能已经广泛的应用于国防、环境、生物工程、电子等领域。溶液静电纺丝法是一种简单的、可以高效制备连续纳米纤
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纳米纤维凭借自身的高比表面积、小尺寸效应、表面效应等优异性能已经广泛的应用于国防、环境、生物工程、电子等领域。溶液静电纺丝法是一种简单的、可以高效制备连续纳米纤维的重要方法,其所用原料来源广泛,制备的纤维直径较熔体和熔喷纺丝法更细,应用也更加广泛。但是目前可用于溶液纺丝的聚合物的溶剂以有机溶剂为主,易对环境和人体造成一定的危害,寻求可溶于环保溶剂的材料已经成为了一种发展的趋势。本文主要针对于可溶于水的聚乙烯醇(PVA)、水性聚氨酯(WPU)乳液以及新产品水溶性尼龙进行了溶液纺丝的研究,主要探究了聚乙烯醇的纺丝工艺条件及热处理对PVA纤维性能的影响;WPU的可纺性以及其共混液制备的复合纤维的形貌和性能;水溶性尼龙的纺丝工艺条件。实验结果表明:(1)质量分数为8%的PVA水溶液在实验室所用装置条件下的较佳工艺参数为电压19kV,15cm作为实验的接收距离;对纤维热处理,随着热处理温度的提高,纤维结晶度提高、熔点向着高温方向移动。(2)WPU乳液不具备可纺性,保持溶液质量分数8%不变,随着溶液中PVA含量的提高,复合形貌纤维变化为:不完整不连续的纤维一连续粗细不均匀纤维→形貌均匀的连续纤维;平均直径增大。复合纤维结晶程度和热性能均提高。WPU/PVA=30/70配比条件下,得到的纤维形貌最均匀,直径集中分布在320nm~360nm。(3)WPU/PVA=30/70的溶液中加入碳纳米管进行纺丝,随着碳纳米管/PVA配比的增大,纤维直径呈减小趋势,但是出现串珠现象;纤维结晶程度提高、热稳定性变好。(4)水溶性尼龙在0.3mL/h纺丝流速条件下较佳的纺丝工艺条件为:质量分数为22%~27%,电压25kV左右,接收距离25cm~30cm;纤维直径普遍在200nm附近,但是不可避免出现大的串珠现象。
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