论文部分内容阅读
静电纺丝是制备纳米材料最有效的方法之一，近些年来受到广泛的关注。它具有使用的设备简单，操作简便，低能耗等优点。目前，通过静电纺丝技术，近百种不同聚合物的纳米纤维已经被制备出来。并且，有很多材料已经应用于光电子、传感器、环境、生物医学等领域。随着近年来石油资源的逐渐枯竭和白色污染的逐渐加剧，对天然高分子的开发利用和研究显得十分必要。魔芋葡甘聚糖是一种天然的植物多糖，它来源广泛、价格低廉，具有较好的生物相容性和可降解性。所以，本文分别是以改性魔芋葡甘聚糖(TDKGM)和魔芋葡甘聚糖为原料与生物可降解材料，明胶(GE)、聚乳酸(PLA)、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、聚已内酯(PCL)、聚乙烯醇(PVA)通过静电纺丝技术制备纳米材料。分别制备了TDKGM纳米纤维，TDKGM/PLA、TDKGM/PBS、TDKGM/PCL纳米纤维，PVA/KGM纳米纤维及GE/KGM纳米纤维膜，对各种纤维的形貌和直径进行了分析。并且将GE/KGM膜改性后应用于Cu2+废水的处理，具体结论如下: (1)将改性魔芋葡甘聚糖(TDKGM)溶于三氟乙酸(TFA)中，制备成不同比例的纺丝溶液。浓度为6％时得到的纤维直径最小;电压为15kv是可以得到均一性较好的纤维，纤维的平均直径为300.58nm，并且分布范围最小;流速与直径成反比，所以最佳的流速为0.8mL/h;适当的增加收集距离可以有效的降低纤维的直径，收集距离为16cm时，纤维的直径为595.43nm。 (2)以改性魔芋葡甘聚糖和生物可降解聚酯为原料，三氟乙酸为溶剂，制备了不同组分比例的TDKGM/PLA、TDKGM/PBS和TDKGM/PCL静电纺丝溶液，获得了静电纺丝复合纤维。通过扫描电镜对纤维的形貌及直径进行了分析，考察了纺丝溶液的最佳的配比当TDKGM/PLA溶液的比例为5∶5得到的纤维形貌最为理想，平均直径为548.8nm。TDKGM/PBS溶液的比例为6∶4时得到的纤维均一性良好、表面光滑，平均直径为432nm。TDKGM/PCL的比例为6∶4时，得到的纤维形貌最为理想平均直径为31.2nm。 (3)以PVA和KGM为原料，60％醋酸溶液为溶剂，制备了PVA/KGM共混纺丝液，并通过静电纺丝方法获得了复合纤维膜。对PVA/KGM纺丝溶液的电导率、表面张力和粘度进行了表征。通过SEM对复合纤维的形貌进行了分析。考察了PVA与KGM的比例对纤维形貌的影响，电压，收集距离，针头内径和流速对平均直径以及纤维形貌和直径分布的影响。结果表明:共混纺丝液的粘度随着KGM比例增加而减少，电导率反而下降，表面张力无明显变化。最佳纺丝条件为:KGM与PVA共混比例为6∶4，纺丝电压为25kv，接收距离为14cm，7号针头和0.6mL/h流速。 (4)以明胶和魔芋葡甘聚糖(KGM)为原料，醋酸为溶剂通过静电纺丝来制备纳米纤维膜，考察了KGM添加量对纺丝形貌的影响。当KGM的添加量为0.40g时，纤维的直径最小达到277.62nm;戊二醛交联2h时，膜的力学性能最佳，拉伸强度1.653Mpa，最大力5.654N，断裂伸长率10.42％，最佳的交联浓度为60％。当浸泡时间超过600min后，溶胀率为26.5％，不随时间发生明显变化。将胺化交联GE/KGM纤维膜用于Cu2+废水吸附，最大去除率达到65.45％，最大吸附量为40.1mg/g。