靜電紡聚氨酯-單壁碳納米管纖維膜的制備與性能研究.pdf

1、納米纖維具有比表面積大、質(zhì)量輕等特點(diǎn),在過濾、生物醫(yī)用等方面具有廣泛的應(yīng)用前景。靜電紡絲是制備納米纖維的一種重要的方法,但通過靜電紡方式得到納米纖維膜由于其強(qiáng)度較低,使其應(yīng)用受到很大的限制。本文通過添加單壁碳納米管(SWCNTs)以及取向的方式來研究納米纖維膜增強(qiáng)和各方面的性能。
　　 本文選擇聚氨酯(PU)為原料靜電紡絲,在研究初期,采用正交設(shè)計(jì),通過對(duì)聚合物溶液的性質(zhì)及纖維直徑、形態(tài)的分析,確定PU的最佳紡絲工藝參數(shù):紡絲濃

2、度15％,電壓15kV,接收距離為20cm。
　　 其次,配制不同濃度單壁碳納米管(0％～3.0％)的PU/SWCNTs的溶液,并進(jìn)行紡絲。結(jié)果顯示,隨著碳納米管濃度的增加,聚合物溶液粘度、導(dǎo)電性、表面張力也隨著增加;得到纖維的直徑不斷的降低,但同時(shí)有串珠的出現(xiàn),使得纖維不勻;TEM觀察結(jié)果顯示,SWCNTs沿纖維軸向較好的排列。在此基礎(chǔ)上,采用取向裝置與添加SWCNTs兩種方式結(jié)合制備取向的PU/SWCNTs纖維膜。
　

3、　 對(duì)比兩種方式得到纖維的微觀結(jié)構(gòu),使用紅外光譜測(cè)試顯示,添加SWCNTs與采用取向收集的方式得到的纖維,其分子基團(tuán)并沒有顯著的變化,因此兩者對(duì)于PU本身分子鏈組成影響不大;采用X衍射和DSC來分析纖維的結(jié)晶度,結(jié)果顯示,碳納米管的量對(duì)于PU本身的結(jié)晶度影響不顯著,而采用取向裝置得到的纖維結(jié)晶度有所降低。
　　 進(jìn)一步分析兩種方式得到纖維膜的性質(zhì),添加SWCNTs使得纖維膜的強(qiáng)度發(fā)生變化,在SWCNTs濃度為0.5％時(shí)強(qiáng)度達(dá)到