靜電紡絲法制備多壁碳納米管-聚胺醚復(fù)合納米纖維及其性能的研究.pdf_第1頁(yè)
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1、靜電紡絲法是目前能夠制備直徑低至幾十納米連續(xù)纖維的一種最有效方法之一。該方法所需設(shè)備簡(jiǎn)單,成本低廉,且制得的納米纖維無(wú)紡布具有大的比表面積,纖維表面具有多孔結(jié)構(gòu)等特殊形態(tài),可用在生物醫(yī)用、過(guò)濾材料、紡織用品、傳感器、模塊等方面具有潛在應(yīng)用。近年來(lái)已經(jīng)通過(guò)靜電紡絲制備了很多不同聚合物納米纖維,譬如聚環(huán)氧乙烷、聚乙烯醇、聚苯乙烯、聚丙烯腈、聚乙烯吡咯烷酮等。目前復(fù)合材料的靜電紡絲已經(jīng)越來(lái)越受研究者們的重視了,利用兩種聚合物各自的優(yōu)勢(shì)制備出性

2、能更可觀、應(yīng)用更廣泛的納米纖維。盡管關(guān)于靜電紡絲理論的研究具有一定基礎(chǔ),但是對(duì)于其工業(yè)化的研究還有待進(jìn)一步的發(fā)展。
  靜電紡絲技術(shù)是溶液或者熔體在高壓電場(chǎng)下高速?lài)娚湫纬杉{米纖維的技術(shù),基本過(guò)程是:聚合物溶液或者熔體加上幾萬(wàn)伏的高壓電,帶電的聚合物液滴在毛細(xì)管的頂點(diǎn)形成Taylor錐,然后克服表面張力產(chǎn)生射流,射流噴射過(guò)程中溶劑揮發(fā)固化,在接收板上形成納米纖維氈。
  本文首先以二甲基亞砜為溶劑,將環(huán)氧樹(shù)脂和乙醇胺以等摩爾官

3、能團(tuán)在油浴加熱的條件下合成聚胺醚,得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的聚胺醚溶液,并采用原位聚合法合成多壁碳納米管(MWNTs)/聚胺醚復(fù)合材料,以二甲基亞砜為溶劑,三苯基磷為催化劑,將環(huán)氧樹(shù)脂與MWNTs混合,一段時(shí)間以后加入一定量的乙醇胺,得到分散均勻的MWNTs/聚胺醚復(fù)合溶液。對(duì)合成的聚合物進(jìn)行紅外和核磁的表征;并討論了復(fù)合溶液電導(dǎo)率的影響因素。
  其次,本文采用應(yīng)變控制型流變儀研究MWNTs/聚胺醚靜電紡溶液的流變行為。靜態(tài)流變結(jié)果

4、表明:聚合物的表觀黏度與聚合物溶液的濃度有很大的關(guān)系,聚合物的濃度越大,表觀黏度越大;聚胺醚溶液表現(xiàn)出非牛頓流體的性質(zhì),同時(shí)MWNTs的加入對(duì)黏度也有一定的影響,隨著MWNTs含量的增加,聚胺醚溶液的表觀粘度增大,非牛頓指數(shù)降低,黏流活化能增大。動(dòng)態(tài)流變表明:隨著MWNTs含量的增加,儲(chǔ)存模量G'和損耗模量G"均增加,損耗角正切tanδ先隨著角頻率的增加而增大,之后又隨著角頻率的增大而減小。
  再次,將聚合物稀釋成不同濃度的溶液

5、來(lái)研究LiCl百分含量、溶液濃度、紡絲電壓和紡絲距離對(duì)纖維形貌和直徑的影響,系統(tǒng)的得出了靜電紡聚胺醚溶液的最佳工藝參數(shù)。纖維的直徑隨著LiCl加入量的增加而增大,隨著濃度的增大而增大,隨著紡絲電壓的增大而減小,隨著距離的增大而減小。當(dāng)LiCl的加入量為0.4%-0.6%,濃度為34%-36%,紡絲電壓為15-20kv,紡絲距離為20cm時(shí)的工藝參數(shù)為最佳。
  本文還研究了靜電紡MWNTs/聚胺醚復(fù)合納米纖維的性能。熱失重分析表明

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