论文部分内容阅读
近年来,随着纳米科技的兴起,超细纤维以及纳米纤维的应用已经渗透到军工,医疗,环保等诸领域,静电纺丝技术以其操作简单方便、设备廉价、对环境无污染并且能够生产连续、稳定的超细纤维等诸多优点而受到广泛重视。目前,可用于静电纺丝的高聚物有很多种,其中聚乙烯醇(PVA)因其良好的成纤性、结晶性,较高的界面活性而充当着静电纺丝的重要原料。然而,由于PVA分子量小,形成水溶液粘度低,可纺性较差,因此对单PVA溶液静电纺丝难度较大,而同样无毒,无害的聚氧化乙烯(PEO)则在浓度很低时便有较大的粘度,较高的可纺性。为此,本文添加少量PEO来提高PVA的可纺性。碳纳米管(CNTs)特殊的几何尺寸和结构赋予其许多优良的性能,是公认的最理想的添加材料,作为添加相添加到聚合物中,能够改善高聚物的性能。由于CNTs长径比较大,表面能较高,极易发生团聚,从而影响其在高聚物中分散性及其与高聚物基体的相容性。为此,本课题首先利用PVA分散CNTs,再与PEO混合静电纺丝,制备性能优良的静电纺MWNTs/PVA/PEO纤维并对其结构和性能进行了研究。本文选用浓度为0.1%到1%的PVA溶液分散MWNTs,通过紫外分光光度计对其分散性进行表征,选择出稳定性最好的MWNTs/PVA悬浮液与PEO溶液共混进行静电纺丝,通过正交试验分析得出能够制备直径较细,并且均匀的最佳静电纺丝工艺;并在最佳电纺工艺下,纺制出MWNTs含量不同的MWNTs/PVA/PEO纤维,通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)示差扫描量热仪(DSC)分别表征了纤维的结构,结晶性,和热稳定性,主要得到如下结论:1.PVA对MWNTs具有良好的包覆分散效果,其中当PVA溶液的浓度为0.5%时,对0.2gMWNTs分散效果最好。2.电压是影响纤维直径的最主要的因素,纺制MWNTs/PVA/PEO复合纤维的最佳工艺为,电压是90Kv,毛细管直径为0.45mm,接收距离为40cm。在此工艺下得到的纤维均匀并且直径较细,为213nm。3.随着MWNTs含量的增加,静电纺MWNT/PVA/PEO纤维直径明显变细;纤维中PVA的结晶性降低,PEO的结晶性没有发生变化;纤维的热稳定性呈现先提高后降低的趋势;纤维的导电性有所提高。