磁場輔助靜電紡絲制備PVP有序納米纖維的研究.pdf

1、靜電紡絲技術(shù)為一種簡單、有效的制備納米纖維的方法,成為近些年研究者們爭相研究的熱點(diǎn)課題。然而,由于靜電紡絲過程中射流存在擺動(dòng)不穩(wěn)定性,只能收集到雜亂無章分布的納米纖維,這大大地限制了纖維的應(yīng)用?；诖?研究者們開發(fā)出了多種制備有序納米纖維的方法,但均存在一定程度上的缺陷。本文采用磁場輔助靜電紡絲法(MFAES)來制備 PVP有序納米纖維,以期通過控制紡絲工藝參數(shù)來制備出高取向的納米纖維。
　　本文首先對(duì)MFAES法的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了

2、簡單的介紹,在此基礎(chǔ)上對(duì)射流的受力和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行了分析,從理論的角度闡述了纖維有序的可能性,并通過高速攝像機(jī)對(duì)射流的運(yùn)動(dòng)過程進(jìn)行了觀察。
　　然后,研究了溶液性質(zhì)(溶液的濃度、LiCl添加量和溶劑等因素)對(duì)纖維形貌及有序度的影響,研究結(jié)果表明:(1)采用 PVP/無水乙醇溶液研究溶液濃度對(duì)纖維形貌及有序度影響,得到隨著溶液濃度增大,纖維的直徑增大,分布變寬,有序度增大;綜合考慮,選擇12 wt.％為最佳濃度;(2)通過在PVP/無

3、水乙醇溶液中添加不同量的LiCl,研究了LiCl的添加量對(duì)纖維形貌及有序度的影響,發(fā)現(xiàn)LiCl的過量引入并不利于優(yōu)化纖維形貌及有序度,隨著 LiCl添加量的增大,纖維均勻性及有序度均變差,紡絲過程中LiCl最佳添加量為0.4 wt.％;(3)本文采用9種溶劑體系進(jìn)行實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)無水乙醇、無水乙醇/DMF和丙酮/DMF三種溶劑體系為較優(yōu)的體系,能夠制備出形貌優(yōu)良、有序度較高的納米纖維。
　　最后,研究了紡絲加工參數(shù)(磁場強(qiáng)度、磁鐵間距

4、、電壓、接收距離、溶液流速及接收裝置)對(duì)纖維形貌及有序度的影響,實(shí)驗(yàn)研究及分析結(jié)果表明:(1)隨著磁場強(qiáng)度增大,纖維的直徑不斷減小,分布逐漸變寬,有序度先增大后保持不變,選定0.3 T為最佳磁場強(qiáng)度;(2)隨著磁鐵間距增大,纖維的直徑逐漸增大,分布先變寬后變窄,有序度先增大后減小,在磁鐵間距為2.5 cm時(shí)纖維的形貌較好,且有序度最高;(3)隨著電壓增大,纖維直徑逐漸減小,分布先變寬后變窄,有序度先增大后減小,選定15 kV為最佳電壓值