靜電成型聚合物納米纖維結(jié)晶行為與結(jié)晶結(jié)構(gòu)的研究.pdf

1、靜電紡絲技術(shù)是一種全新的納米纖維制備方法。其紡絲設(shè)備構(gòu)建簡便，所得纖維具有極小的尺寸及可控的形貌及表面特性，在諸多先進(jìn)材料領(lǐng)域有著潛在的應(yīng)用前景。研究靜電紡絲對聚合物晶體結(jié)構(gòu)發(fā)展的作用規(guī)律及發(fā)展可控制備特定晶體結(jié)構(gòu)及結(jié)晶完善程度的納米纖維的新方法，是聚合物聚集態(tài)結(jié)構(gòu)探索中的重要領(lǐng)域。
　　 本文選用四種聚合物材料(聚己內(nèi)酯PCL，聚乳酸PLLA，PDLLA，聚β-羥基丁酸酯PHB，聚氧乙烯PEO)作為研究對象，針對在靜電紡絲過程

2、中可能影響聚合物結(jié)晶行為的以下幾個(gè)因素進(jìn)行了較為系統(tǒng)性的研究:(1)纖維尺寸處于納米級，在此受限空間內(nèi)分子鏈的排布方式發(fā)生改變，纖維的直徑及串珠結(jié)構(gòu)存在影響晶體的生長方式;(2)高壓電場導(dǎo)致聚合物分子偶極發(fā)生極化，排布方式發(fā)生改變;(3)紡絲過程中溶劑迅速揮發(fā)，纖維溫度急劇下降，聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的不同導(dǎo)致分子鏈運(yùn)動(dòng)能力差異，影響晶體結(jié)構(gòu)的發(fā)展。
　　 研究結(jié)果證明，聚合物纖維的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度與纖維表面溫度之間的關(guān)系是決定靜

3、電成型聚合物納米纖維能否結(jié)晶的關(guān)鍵因素。射流飛行末期，溶劑基本揮發(fā)完全，若纖維溫度低于聚合物玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，聚合物纖維處于冷拉狀態(tài)，分子鏈運(yùn)動(dòng)困難，難以規(guī)則排布形成晶體，纖維中主要是無定形區(qū)存在。若纖維溫度高于聚合物玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，則分子鏈仍保持一定的運(yùn)動(dòng)能力，在高倍拉伸的作用下仍可規(guī)則排布而形成結(jié)晶。
　　 對于所選聚合物中可結(jié)晶的靜電成型納米纖維，其晶形結(jié)構(gòu)與溶液澆注膜及高壓電場下溶液澆注膜的晶形結(jié)構(gòu)相同，靜電紡絲過程未使聚

4、合物的晶型發(fā)生改變。各加工參數(shù)對纖維結(jié)晶完善程度的影響決定于纖維的形態(tài):若纖維形態(tài)相似，則結(jié)晶完善程度沒有顯著性差異;若紡絲條件導(dǎo)致纖維形態(tài)發(fā)生改變，則結(jié)晶完善程度相應(yīng)變化。具有串珠的纖維及尺寸分布較寬的纖維，因其結(jié)晶區(qū)域較大，晶粒尺度的統(tǒng)計(jì)平均值較大，結(jié)晶較為完善。
　　 外加電場可導(dǎo)致聚合物分子偶極發(fā)生極化，影響分子鏈排布方式而影響聚合物的結(jié)晶結(jié)構(gòu)。研究表明，外加高壓電場對聚合物溶液澆注膜的結(jié)晶完善程度影響不大，隨外加電場強(qiáng)