聚丁烯-1高壓靜電紡絲及其結(jié)晶特性研究.pdf

1、本文系統(tǒng)研究了高等規(guī)聚丁烯-1（PB-1）溶液高壓靜電紡絲及其結(jié)晶特性，對其合適的紡絲溶劑以及電紡參數(shù)對纖維形貌的影響進行了考察，探討了退火溫度對纖維膜結(jié)晶晶型的影響，并就溶劑蒸汽氛圍對聚丁烯-1熱壓膜、纖維膜和溶液澆鑄膜的晶型轉(zhuǎn)變過程進行了研究，分析了聚丁烯-1由晶型II向熱力學(xué)穩(wěn)定的晶型I轉(zhuǎn)變的機理。
　　對聚丁烯-1溶液高壓靜電紡絲的溶劑體系及紡絲參數(shù)探索表明，隨紡絲溶液濃度及推進速率的增加，纖維中串珠狀結(jié)構(gòu)減少，纖維平均直

2、徑及直徑分布均增大；隨紡絲電壓的增加，紡絲過程由不成纖向穩(wěn)定紡絲轉(zhuǎn)變，纖維直徑呈先減小后增大的趨勢，高電壓下，纖維直徑分布均勻性變差。適宜的紡絲溶劑體系為環(huán)己烷:N,N-二甲基乙酰胺（DMAc）=9:1（體積比）；紡絲溶液濃度為4％~6%g/mL，紡絲電壓為15~30 kV，推進速率為40~60μL/min。高壓靜電紡絲PB-1纖維膜的晶型為晶型I和晶型II，高溫退火顯著促進晶型II向晶型I的轉(zhuǎn)變；25oC下紡絲相比40oC紡絲得到較高

3、的初始晶型I含量。
　　不同溶劑蒸汽氛圍對熱壓膜、纖維膜和溶液澆鑄膜的結(jié)晶晶型及其轉(zhuǎn)變表明，氯仿蒸汽和水蒸汽可以顯著加速熱壓膜和電紡膜中的晶型II向晶型I轉(zhuǎn)變，尤其氯仿蒸汽加速效果顯著。隨著退火處理時間增加，熱壓膜晶型總量HI+II呈增加的趨勢，而電紡膜則呈減小的趨勢。不同的是，溶液澆鑄膜晶型為晶型III和晶型I′，其中晶型III含量較多，在溶劑蒸汽退火環(huán)境中各晶型含量在一恒定值附近波動。
　　水蒸汽存在下不同退火溫度對PB

4、-1晶型II向晶型I轉(zhuǎn)變過程研究結(jié)果表明，在測試時間范圍內(nèi)，高溫下退火顯著加速晶型II向晶型I轉(zhuǎn)變，隨退火溫度升高，半晶型轉(zhuǎn)變時間t1/2逐漸降低；不同溫度空氣退火和水蒸汽退火晶型II向晶型I完全轉(zhuǎn)變過程，前期高溫下轉(zhuǎn)變速率較快，轉(zhuǎn)變后期，高溫下殘余的晶型II隨時間不再消失，后期晶型I隨機成核過程受限制。據(jù)此提出在晶型II向晶型I轉(zhuǎn)變過程中，晶型I的成核和生長主要是由熱力學(xué)控制，前期轉(zhuǎn)變過程占主導(dǎo)地位。
　　加入不同比例成核劑對成