抗水解PVA納米纖維氈的制備及其過濾性能.pdf

1、目前，靜電紡絲已成為制備超細和納米纖維及其制品的一種重要方法。納米纖維氈即采用非織造布作為接收基布，將靜電紡纖維噴覆在其表面制備得到。與傳統(tǒng)方法制得的纖維氈相比，納米纖維氈具有重量輕、比表面積大和阻隔性好等眾多優(yōu)點，在過濾、保溫、防護等方面有著廣泛的應用前景。PVA有優(yōu)良的物理性能、生物降解性能、在干態(tài)下有很好的機械性能，而且價格便宜，原料易得，是靜電紡納米纖維的主要用料，但因其分子中含有大量的羥基，親水性強，耐水性能較差限制了它的應用

2、。因此，需要對PVA進行改性，實現(xiàn)PVA納米纖維氈的抗水解性能，從而拓寬靜電紡PVA制品的用途特別是過濾方面的應用。
　　 PVA耐水改性方法大致分為物理改性和化學改性。本文從減少PVA分子中的羥基數(shù)目出發(fā)，主要研究利用其他試劑對PVA進行耐水改性的化學方法。
　　 研究初期，本文選擇了尿素、草酸、馬來酸以及戊二醛等試劑分別對PVA水溶液進行了耐水改性的探索。結果顯示，尿素對PVA改性后，靜電紡絲效果較好，但抗水解效果較

3、差，而草酸和馬來酸對PVA的酯化改性溶液，不能進行正常的靜電紡絲，戊二醛可與PVA溶液直接發(fā)生縮醛化反應，反應過程難以控制，PVA凝膠化現(xiàn)象嚴重，不能用于靜電紡絲。
　　 其次，基于其它研究報告，本文采用戊二醛(GA，25％水溶液)、丙酮和少量鹽酸配制成不同GA濃度的改性溶液，采用直接浸漬方法交聯(lián)PVA納米纖維氈，研究了不同濃度改性液在不同的改性時間下對PVA納米纖維氈直觀性能的影響，并對其表面形態(tài)和結構性能進行了研究，結果表明

4、，改性后的納米纖維氈有良好的抗水解性能，并指出改性溶液的GA濃度對PVA納米纖維氈性能有較大影響，而改性時間影響不大。
　　 在成功制備抗水解PVA納米纖維氈的基礎上，本文采用GA(50％水溶液)配制了12種不同濃度的改性液，首次通過直觀感官表征和抗水解性能測試結合，系統(tǒng)地研究了不同濃度的GA改性液對兩種醇解度PVA納米纖維氈的改性效果，結果顯示，GA濃度在3％～15％范圍內時，兩種醇解度PVA納米纖維膜的改性效果均較好。重點對

5、改性效果較好的納米纖維氈利用SEM和FTIR進行了表征，同時也對其力學，熱穩(wěn)定性以及結晶度變化等進行了分析。
　　 最后，研究了5％GA改性PVA納米纖維氈的過濾性能，結果表明，基布的平均孔徑在112μm左右，鋪上PVA納米纖維膜的平均孔徑最大僅為3.37μm，且非織造基布的孔徑分布離散度比納米纖維氈的孔徑分布離散度大，說明了納米纖維膜的附著有效的降低了基體材料的孔徑尺寸。水通量和截留率的分析得知，抗水解PVA納米纖維氈具有較高