静电纺丝法制备超吸水纤维的研究

摘要

静电纺丝是通过在聚合物溶液或熔体中施加电场来制造聚合物纤维的纺丝技术,其纤维直径在μ m和nm之间.该课题采用溶液聚合法制备了可纺性的超吸水成纤共聚物溶液,研究静电纺丝法制备超吸水纤维,主要做了以下几个方面的工作.首先,研究了超吸水成纤共聚物溶液的性质,例如密度、粘度、表面张力等与溶液浓度的关系.其次,在合成超吸水成纤共聚物溶液的基础上,开展了静电纺丝工艺的研究.具体考察了不同的纺丝工艺条件例如溶液浓度、纺丝电压、收集距离、喷头孔径等对纤维的直径及其形态结构的影响.实验发现:随着聚合物溶液浓度的增加,纤维的直径增大;纤维的直径随着纺丝电压的增大而减小;收集距离的增大使得纤维的直径先减小后增大;纤维的直径随着喷头孔径的增大而增大.扫描电子显微镜(SEM)的照片给出了不同纺丝工艺条件下超吸水纤维形态结构的变化.可以发现,随着聚合物溶液浓度的增大,连珠状纤维的密度减小,纺丝电压升高,接收距离增大都相应地使连珠状纤维的密度减小,纤维间的彼此粘连现象减弱.最后,对静电纺超吸水纤维的吸水性能进行了测试.随着纤维纤度的降低,静电纺超吸水纤维的吸水倍率有显著的提高,热交联处理温度的升高使得纤维的吸水倍率先增大后减小,以180℃热交联所得纤维的吸水倍率最高,热交联处理时间对纤维吸水倍率有相同的影响,以20min热交联所得纤维的吸水倍率最高.

目录

文摘

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第一章绪论

1.1超细纤维

1.2超吸水纤维

1.2.1超吸水纤维制备技术路线

1.2.2超吸水纤维国内外现状

1.3静电纺丝的研究进展

1.3.1静电纺丝国内外研究现状

1.3.2静电纺丝机

1.3.3静电纺丝纤维的品种

1.3.4静电纺纤维的应用及发展趋势

1.4本课题研究的意义和目的

1.5课题研究的内容

第二章静电纺丝的理论分析

2.1概述

2.2静电纺丝的原理

2.3不稳定性

2.4静电纺丝成形过程中的相分离机理

第三章静电纺超吸水纤维的工艺研究

3.1概述

3.2实验部分

3.2.1主要试剂与原料

3.2.2主要仪器设备

3.2.3静电纺丝装置

3.2.4实验方法

3.3实验结果与讨论

3.3.1浓度对纤维直径及形态结构的影响

3.3.2纺丝电压对纤维直径及形态结构的影响

3.3.3固化距离对纤维直径及形态结构的影响

3.3.4喷头孔径对纤维直径及形态结构的影响

3.3.5 正交实验设计及最佳工艺的确定

第四章静电纺超吸水纤维的吸水性能

4.1超吸水纤维的吸水性能

4.1.1吸水倍率的测试方法

4.1.2超吸水纤维的分子结构和吸水机制

4.2影响超吸水纤维吸水性能的因素

4.2.1纤维直径对纤维吸水倍率的影响

4.2.2热交联时间对纤维吸水倍率的影响

4.2.3热交联温度对纤维吸水倍率的影响

4.2.4被吸液的PH值与盐分对纤维吸水倍率的影响

第五章结论

5.1结论

5.2本课题中有待进一步研究解决的问题

参考文献

致谢

附录

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