早在1934年美国人Formhals就提出了静电纺丝的概念,然而直到近十年,随着纳米纤维的兴起,人们才给予静电纺丝极大的关注,做了较系统的理论和实验研究。静电纺丝是化学纤维传统溶液干法纺丝和熔体纺丝的新发展,用静电纺丝制得的纤维比传统纺丝法制得的纤维细得多,直径一般在几十纳米至几微米之间。现在,静电纺丝已成为制备超细纤维和纳米级纤维的重要方法。静电纺的纤维制品主要呈无纺布状纤维毡的形式,静电纺纤维毡具有很高的比表面积和表面积体积比,以及良好的力学性能,在生物医学、过滤材料和复合材料等方面有广阔的应用前景。 本研究选用PVA(聚乙烯醇)/水溶液为纺丝液,静电纺丝得到PVA纤维制品。在自制静电纺丝装置和深入了解静电纺丝的原理的基础上,纺制了细度品质较好的纳米级静电纺PVA纤维制品,分析了静电纺丝工艺参数对纤维直径及其表面形态的影响,并着重探讨了静电纺PVA纤维制品的结构与性能之间的关系,期望通过本课题的研究可以为用静电法纺制纳米级纤维的过程提供一定的理论依据。 研究结果表明:电压、喷丝口与接收屏之间的距离(C-SD)和纺丝液的浓度等工艺参数对纤维的直径、表面形态和结晶结构,以及纤维毡的力学性能和透气性能有重要影响。静电纺PVA纤维的直径随着纺丝液的浓度和C-SD的增加而增加;随着电压的增加,纤维的直径先增加后下降。提高电压可减少静电纺PVA纤维中的珠状物的数量。静电纺PVA纤维的结晶度明显较PVA切片的高,并且随着电压的升高和C-SD的增加而降低;随着浓度的增加,所得的静电纺PVA纤维的结晶度有所增加。静电纺PVA纤维毡的伸长和强度主要与纤维的结晶结构、纤维细度以及相互交络排列的状态有关。随着电压的升高,PVA纤维毡的强度增加,而伸长是先增加,后迅速降低;随着C-SD的增加,伸长和强度都是先增加,而后迅速降低;随着浓度的增加,纤维毡的伸长提高,强度先有所减低,再迅速升高。静电纺PVA纤维毡结构紧密,其透气率小,透通性能差,透气率随着电压的升高不断下降,随着C-SD和浓度的增加,透气率也有所下降。此外,本课题还对静电纺PVA纤维的高吸水性和再生回收性及回收制品的结构和性能进行了研究。