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文檔簡介
1、隨著納米科技的興起,人們給予能制備連續(xù)納米纖維的靜電紡絲法以極大的關(guān)注,并做了較系統(tǒng)的理論研究,靜電紡絲法是通過高壓靜電產(chǎn)生的電場力拉伸聚合物溶液或熔體來制備納米纖維的重要方法,也是制備納米纖維最直接最簡單的方法,納米纖維的特殊性質(zhì)如大的比表面積,優(yōu)越的機(jī)械性能等,使得靜電紡納米纖維具廣泛用途,但傳統(tǒng)靜電紡產(chǎn)量低,限制了其工業(yè)應(yīng)用,氣泡靜電紡絲法是一種新型靜電紡絲方法,能實(shí)現(xiàn)靜電紡纖維一定程度的批量生產(chǎn)。
聚丙烯腈纖維是制
2、備碳纖維的主要原料,將納米級聚丙烯腈纖維氈經(jīng)過預(yù)氧化及氧化加工后可制成納米級碳纖維氈,可制得的碳纖維應(yīng)用廣泛,本文利用氣泡靜電紡絲技術(shù)制備聚丙烯腈納米纖維,實(shí)驗(yàn)部分氣泡靜電紡絲采用聚丙烯腈(PAN)/N-N二甲基甲酰胺(DMF)體系進(jìn)行,調(diào)節(jié)工藝參數(shù),包括接收距離、聚合物溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)、應(yīng)用電壓、環(huán)境溫濕度等,逐一進(jìn)行靜電紡絲實(shí)驗(yàn),并分析了各個參數(shù)對纖維細(xì)度和形態(tài)等方面的影響,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):隨著聚合物溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加,纖維的直徑增大;纖維的
3、直徑隨著紡絲電壓的增大而增大,在纖維形態(tài)結(jié)構(gòu)方面,氣泡靜電紡所得纖維表面具有'凹坑’,且其數(shù)量隨著電壓增大而減少;收集距離的增大使得纖維的直徑大大減小,獲得直徑僅38nm纖維,收集纖維氈平均直徑最小可達(dá)110nm,但當(dāng)接收距離≥12cm時纖維直徑分布經(jīng)過柯爾莫哥洛夫-斯米諾夫檢驗(yàn)不再符合正態(tài)分布;升高環(huán)境溫度可以使纖維直徑分布的離散性增大;環(huán)境濕度對PAN纖維直徑影響較??;作了氣泡靜電紡與傳統(tǒng)靜電紡在纖維直徑與纖維形態(tài)結(jié)構(gòu)方面的粗略比較
4、,結(jié)果顯示相同質(zhì)量分?jǐn)?shù)PAN溶液進(jìn)行紡絲時,氣泡靜電紡所得纖維的直徑大大減?。簝烧咚美w維氈還具有外觀上的不同,場發(fā)射掃描電鏡照片給出了不同紡絲工藝參數(shù)及紡絲方法下所得的納米纖維形態(tài)結(jié)構(gòu)變化。
本論文還對氣泡靜電紡絲的紡絲機(jī)理進(jìn)行了初步的研究,對單氣泡膜的特性以及多氣泡交互特性作了一定闡述,氣泡的表面張力只與其半徑有關(guān),通過實(shí)驗(yàn)觀察及理論分析還分別研究了氣泡在靜電紡絲過程中的受力及運(yùn)動,氣泡破裂過程及氣泡產(chǎn)生的射流形狀等,
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