天然彩色棉靜電紡絲膜的制備和性能研究.pdf

1、本研究將天然彩色棉經(jīng)過熱堿活化、溶解得到其纖維素LiCl/DMAc溶液,在室溫下進(jìn)行靜電紡絲,制備了直徑為納米或亞微米的彩色原棉纖維素靜電紡纖維及其纖維膜。對(duì)制備的天然彩色棉靜電紡絲膜的Cu2+的吸附性能進(jìn)行了研究。
　　 彩色原棉纖維纖維素LiCl/DMAc溶液的均屬非牛頓體系,在室溫條件下1.2％以上的濃度體系流動(dòng)性能很差;棕棉和綠棉溶液流動(dòng)性能相差不大,棕棉溶液體系的非牛頓指數(shù)較大;隨著溫度增高、纖維素濃度降低,白棉、綠棉

2、和棕棉三種原棉纖維維素LiCl/DMAc溶液的流動(dòng)性得到改善、非牛頓指數(shù)增大;隨著熱堿處理時(shí)間增加,溶液表觀粘度先增加后降低。最終以棕棉纖維為原料、熱堿處理時(shí)間1h、溫度25-35℃、濃度小于1.2％進(jìn)行進(jìn)行靜電紡絲,制備了平均直徑為96.9861nm、方差為23.2210的靜電紡纖維(膜)。
　　 在彩色原棉纖維素LiCl/DMAc溶液的靜電紡絲過程中,LiCl/DMAc溶劑體系的高沸點(diǎn)使得靜電紡過程中溶劑不易揮發(fā),靜電紡纖維

3、易發(fā)生粘附或纖維束現(xiàn)象,不易制得纖維形貌清晰的靜電紡絲膜。為此,研究將浸濕防塵布貼附于收集滾筒表面,提高靜電紡絲收集板的濕度,使收集纖維的表面凝固,有效減輕靜電紡纖維粘附或纖維束現(xiàn)象。獲得的纖維膜經(jīng)過-15℃甲醇/水(9:1)凝固浴后期處理,成功實(shí)現(xiàn)了棕色原棉纖維素靜電紡纖維內(nèi)部溶劑LiCl/DMAc的去除,并使纖維的表觀直徑降低300-500nm。研究表明本文的靜電紡體系極易發(fā)生電暈放電現(xiàn)象,不利于射流形成、分裂和牽伸,只有當(dāng)實(shí)際穩(wěn)定

4、總電流與射流分裂瞬時(shí)總電流一致時(shí),才有連續(xù)性射流形成、牽伸和分裂。
　　 在棕色原棉纖維纖維素LiCl/DMAc溶液的靜電紡絲的過程中,增大擠出速率、提高溫度、降低濃度均有利于射流的形成、牽伸、分裂;當(dāng)溶液體系流動(dòng)性能很差時(shí),不能僅僅提高擠出速率來確保棕色原棉纖維素LiCl/DMAc溶液的靜電紡絲,因?yàn)楫?dāng)擠出速率很高時(shí),擠出速率過大時(shí)射流不易分裂,需要結(jié)合提高溫度以改善流動(dòng)性實(shí)現(xiàn)靜電紡纖維的制備。在本文研究的體系下彩色原棉比白棉

5、易進(jìn)行靜電紡絲。在棕色原棉纖維素LiCl/DMAc溶液的可靜電紡絲條件下,降低擠出速率、收集距離,提高電場(chǎng)強(qiáng)度,其靜電紡纖維的粘附或纖維束現(xiàn)象隨之減少。在低擠出速率時(shí)棕色原棉纖維素靜電紡纖維的結(jié)晶度可達(dá)到30.65％:隨著擠出速率增大,其結(jié)晶度下降。
　　 彩棉靜電紡絲膜醚化處理后,可極大改善靜電紡絲膜的Cu2+吸附能力。氯乙酸醚化時(shí)間4h之內(nèi)棕色原棉纖維素靜電紡纖維膜羧基含量可達(dá)約300mg/g;在pH=1-4之間醚化靜電紡纖