DOI: 10.1002/app.50048

本工作研究了一种紫外线辅助静电纺丝（UVAES）方法，以提高可溶性聚酰亚胺（PI）电纺超细纤维膜（UFMs）的溶剂稳定性，从而开发出可抵抗恶劣环境条件的纤维聚合物材料，并扩展这种软纤维的潜在应用。通过3,3′,4,4′-二苯甲酮四羧酸二酐（BTDA）和1,1′-双（4-氨基-3,5-二甲基苯基）-1-（3′-三氟甲基苯基）甲烷（TFMDA）的一步热缩聚反应合成了预酰亚胺化的可溶负性光敏聚酰亚胺（PSPI）。以N，N-二甲基乙酰胺（DMAc）为溶剂，通过常规静电纺丝（ES）和UVAES将PI树脂制备成UFMs。在纺丝过程中，发生了光交联反应，同时在UVAES过程中产生了PI-UV超细纤维的微射流。所制备的纤维在高于500℃的温度下具有热稳定性，对457nm波长光的反射超过77％，白度指数（WI）高于83，且在DMAc中具有更高的耐溶剂性。总体而言，与通过常规ES工艺制备的PI UFMs相比，通过新开发的UVAES工艺获得的PI-UV UFMs显示出优异的耐溶剂性、同等的热稳定性、略低的光学反射率和WI值，以及减小的纤维直径。这些特性对于微电子和可穿戴技术的未来应用具有重要价值。

图1.可溶性PSPI树脂的合成。PSPI，光敏聚酰亚胺

图2.PI和PI-UV UFMs的制备。PI-UV，聚酰亚胺-紫外线；UFMs，超细纤维膜[颜色图可在wileyonlinelibrary.com上查看]

图3.PI UFMs的FTIR光谱。（a）500-4000cm-1；（b）1500-1800cm-1。FTIR，傅立叶变换红外光谱；PI，聚酰亚胺；UFMs，超细纤维膜[颜色图可在wileyonlinelibrary.com上查看]

图4.所制备的PI（BTDA-TFMDA）树脂的1H-NMR光谱。BTDA，3，3′，4,4′-二苯甲酮四羧酸二酐；NMR，核磁共振；PI，聚酰亚胺；TFMDA，1,1′-双（4-氨基-3,5-二甲基苯基）-1-（3′-三氟甲基苯基）甲烷

图5.UVAES的光化学机理。UVAES，紫外线辅助静电纺丝[颜色图可在wileyonlinelibrary.com上查看]

图6.所制备的UFMs的形态和直径。（a），（b）PI和PI-UV UFMs；（c），（d）PI和PI-UV UFMs的SEM图像；（e），（f）PI和PI-UV UFMs的直径分布。PI-UV，聚酰亚胺-紫外线；SEM，扫描电子显微镜；UFMs，超细纤维膜[颜色图可在wileyonlinelibrary.com上查看]

图7.PI UFMs的热特性。（a）TGA曲线；（b）DSC曲线。DSC，差示扫描量热法；PI，聚酰亚胺；TGA，热重分析仪；UFMs，超细纤维膜[颜色图可在wileyonlinelibrary.com上查看]

图8.UFMs的紫外可见光谱。UFMs，超细纤维膜[颜色图可在wileyonlinelibrary.com上查看]

图9.UFMs的白度指数（WI）。UFMs，超细纤维膜[颜色图可在wileyonlinelibrary.com上查看]

图10.PI和PI-UV UFMs的耐溶剂性测试。（a）测试前的UFM样品，（b）浸入DMAc期间的UFM样品，（c）测试后的UFM样品，（d）测试后PI和PI-UV UFMs的SEM图像，（e）测试后PI-UV UFMs的SEM图像。DMAC，N，N-二甲基乙酰胺；SEM，扫描电子显微镜；UFMs，超细纤维膜[颜色图可在wileyonlinelibrary.com上查看]