乳液/悬浮电纺微纳米纤维结构及控制

摘要

乳液/悬浮电纺技术是近年来一种新颖的制备微/纳米纤维的方法。本文利用乳液/悬浮电纺技术对水不溶性的聚合物乳液进行电纺，探究各种纺丝参数对电纺微纳米纤维结构的影响规律。本方法安全环保无有机溶剂，工艺简单，是解决目前电纺低产量问题的一种手段。本文的主要工作如下:
　　 1.利用乳液聚合的方法制备了均一稳定的聚苯乙烯(PS)乳液。探究了PS/PVA体系电纺过程中各种纺丝参数对电纺微纳米纤维结构的影响。研究发现表面活性剂含量较低(＜1％)时不能配制成均一稳定的纺丝液，增大表面活性剂含量(3％～7％)，可获得稳定的纺丝液;在较低(10kV)或较高(40 kV)的纺丝电压条件下，得到串珠结构纤维;调节纺丝液PS/PVA配比，能实现电纺纤维结构的可控性，随着PVA含量的降低，纤维结构先由光滑无串珠结构转变为带有纺锤状串珠结构再转变为带孔的球形串珠结构。PS/PVA电纺纤维膜水接触角测试结果表明纤维膜为亲水性。
　　 2.PS基电纺纤维中的PS乳胶粒子较硬而有序堆积于纤维中形成玉米粒型的纤维使得纤维膜较脆。在此基础上，利用乳液聚合的方法制备了具有较软乳胶粒子的苯丙无规共聚物乳液(PSBA1、PSBA2)进行电纺研究，探讨了不同纺丝参数对电纺微纳米纤维结构的影响。研究发现表面活性剂含量在纺丝液制备中起关键作用;纺丝电压在一定程度上影响纤维的形貌与尺寸;调控纺丝液PSBA/PVA配比可获得可控性的纤维结构。
　　 3.在无规共聚PSBA体系的基础上，利用乳液聚合的方法通过改变聚合反应软硬单体配比和实验过程制备了均一稳定的苯丙核壳结构聚合物乳液(PSBA3、PSBA4)，探究了不同纺丝参数对电纺微纳米纤维结构的影响。对比聚苯乙烯与不同苯丙乳液体系聚合物所得电纺纤维的表面形貌发现，利用具有较高Tg的聚合物电纺可得到表面粗糙的玉米粒型纤维，而利用具有较低Tg的聚合物电纺可得到表面光滑的纤维。

目录

声明

学位论文数据集

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 静电纺丝技术

1．2．1 静电纺丝技术的发展

1．2．2 静电纺丝的基本原理

1．2．3 静电纺丝的过程参数

1．2．4 乳液／悬浮静电纺丝

1．3 本论文的研究工作

1．3．1 论文选题的立论依据

1．3．2 本论文的研究内容及目标

1．3．3 本论文的特色与创新性

第二章 聚苯乙烯(PS)乳液制备及其电纺研究

2．1 实验部分

2．1．1 实验原料及仪器

2．1．2 实验过程

2．2 测试表征

2．3 结果讨论

2．3．1 聚苯乙烯(PS)乳液性能

2．3．2 纺丝液(PS／PVA)性能

2．3．3 PS／PVA乳液／悬浮电纺的可纺性探究

2．3．4 PS／PVA乳液／悬浮电纺的影响因素

2．3．5 PS／PVA电纺纤维膜的表面性能

2．4 PS／PVA乳液／悬浮电纺小结

第三章 苯丙乳液(PSBA)无规共聚物制备及其电纺研究

3．1 实验部分

3．1．1 实验原料及仪器

3．1．2 实验过程

3．2 表征测试

3．3 结果讨论

3．3．1 苯丙乳液(m(PS／PBA)=1／1无规共聚)电纺研究

3．3．2 苯丙乳液(m(PS／PBA)=2／1无规共聚)电纺研究

3．4 PSBA(无规共聚)／PVA乳液／悬浮电纺小结

第四章 苯丙乳液(PSBA)核壳结构制备及其电纺研究

4．1 实验部分

4．1．1 实验原料及仪器

4．1．2 实验过程

4．2 测试表征

4．3 结果讨论

4．3．1 苯丙乳液(m(PS／PBA)=2／1核壳结构)电纺研究

4．3．2 苯丙乳液(m(PS／PSBA)=1／1核壳结构)电纺研究

4．4 PSBA(核壳结构)／PVA乳液／悬浮电纺小结

第五章 全文总结

参考文献

致谢

研究成果及发表的学术论文

导师及作者简介