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一种具有多孔表面结构的复合纳米纤维及其制备方法
上传者:易丝帮 2019/6/14 16:25:45

一、背景

  纳米纤维是直径为纳米尺度而长度较大的具有一定长径比的线状材料,因其直径在纳米尺度而表现出多种特殊的性能。随着纳米纤维的广泛应用及发展,各个领域对纳米纤维材料的比表面积也提出了更高的要求。具有多孔表面结构的纳米纤维相较常规纳米纤维拥有更高的比表面积。按照影响孔结构的主要因素,可将纳米纤维多孔表面制备技术分为液相分离制孔法和固相分离制孔法两种。其中,液相分离制孔法通常以纺丝聚合物的良性溶剂和非良性溶剂共混作为纺丝溶剂配置纺丝溶液,纺丝过程中溶剂快速挥发导致聚合物与溶剂发生相分离,形成聚合物相和溶剂相,最终溶剂相挥发处形成孔隙,由此制备得到具有多孔表面结构的纳米纤维;而固相分离制孔法则是在聚合物纺丝液中加入固态物质,通过静电纺丝得到复合纳米纤维,然后通过后处理去除相应固态物质,固相所占位置形成孔隙,由此制备得到具有多孔表面结构的纳米纤维。

二、实验步骤

步骤1:用分析天平称取0 .75g聚琥珀酰亚胺和0 .75g聚丙烯腈分别加至盛有8 .5g的N ,N-二甲基甲酰胺的容器后,在80℃下搅拌至完全溶解,经静止脱泡处理后得到聚琥珀酰亚胺/聚丙烯腈共混纺丝溶液。

步骤2:将所述聚琥珀酰亚胺/聚丙烯腈共混纺丝溶液从所述容器转移至静电纺丝装置的注射针管后,向所述静电纺丝装置施加高压静电进行静电纺丝,使得所述聚琥珀酰亚胺/聚丙烯腈共混纺丝溶液在高压静电的电场力拉伸作用下形成静电纺丝射流,所述静电纺丝射流沉积于接收装置的接收表面,形成具有多孔表面结构的复合纳米纤维。其中,静电纺丝工序工作参数包括:聚琥珀酰亚胺/聚丙烯腈共混纺丝溶液的推进速度为0 .3mL/h,纺丝电压为12kV,选用针头为18号。

三、表征

复合纳米纤维的扫描电镜图可清晰地观测到具有多孔表面结构的复合纳米纤维表面的各个孔隙,进一步证明本研究制备得到的具有多孔表面结构的复合纳米纤维具备较为稳定密集的多孔表面结构。

关键词:静电纺丝 , 纳米纤维
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