静电纺丝法制备聚苯乙烯复合膜的研究

发布时间：2020-05-05 12:32

【摘要】：聚苯乙烯(PS)是一种无色、无臭、无毒、耐腐蚀的固体,其加工流动性好,是应用最广泛的塑料之一。但PS也是一种脆性的材料,如果能将聚苯乙烯纤维化,是提高其柔韧性的一种方法。因此将静电纺丝技术与聚苯乙烯薄膜的制备相结合,制备出具有良好的透气透湿性的纳米纤维薄膜。利用聚苯乙烯优异的拒水性能,制备出能够实现单向导湿的功能薄膜材料,开发其在个体防护、医疗卫生等领域的应用。本文主要以聚苯乙烯为原材料,采用静电纺丝技术将PS电纺纤维沉积到亲水材料PET的表面,形成疏水层薄膜,使制得的复合膜在垂直方向上具有湿度梯度。利用扫描电镜观察静电纺丝制备的薄膜的微观形貌,以探究纺丝液的浓度、纺丝液的溶剂、静电纺丝的电压、滚轮转速、聚合物溶液推进速度等工艺参数对制备聚苯乙烯微球和纤维的影响。对单向导湿的机理进行分析,并进一步探究聚合物溶液性质及静电纺丝工艺参数对复合膜的单向导湿性能有何影响。通过对单向导湿复合膜的性能测试,得出一系列最优的工艺参数。为了优化静电纺制备的PS/PET复合膜的性能,使其在各个领域中能更好地应用。在PS/PET复合膜中引入聚氨酯(PU)以改性复合膜,使纤维膜具有更好的柔韧性和拉伸性能。通过采用最广泛的共、混纺改性的方法,在静电纺丝膜中混入一定量的具有良好回弹性和力学性能的PU纤维,以达到改善静电纺PS/PET复合膜性能的目的。对共、混纺PU改性PS/PET复合膜的可纺性进行研究,并分别探讨这两种不同改性方法的工艺参数对得到的复合膜性能的影响。在本文各章节研究不同纺丝方法制备的单向导湿薄膜中,选出性能较优的复合膜进行各项性能的比较,得出本实验中性能最优异的单向导湿复合膜是用共纺法改性的PS-PU/PET静电纺丝复合膜,其无论是单向导湿性能、力学性能、抗酸碱性还是柔性都是所有制备方法得到的复合膜中性能最优异的。
【图文】：

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图 1.1 静电纺丝装置图丝液体系在高压电场力作用下的射流激发、射流鞭动细化产生压电源是静电纺丝装置中最重要的组成部分。依据电源性质的可分成直流高压电源和交流高压电源两种，二者都可以用于静程中，临界电压值是一个必须要考虑的问题。这个值通常与纺液滴越大，临界电压值也越大，越不利于电纺丝。喷丝头起到流提供激发位点。根据产生液滴方式的不同，可将喷丝头分为。根据针头形式和数量的不同，可将针头再细分为多头、并列、用是收集静电纺丝纤维，通常的接收装置形式有凝固浴、金属置、滚筒、平板等。为了进一步调控接收形貌或纤维结构，往、磁场等这样的辅助接收装置。

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图 1.2 射流运动示意图Taylor 和 Saville 等[10-12]通过大量流体力学与电电纺丝初始阶段喷射流的形成作了较详细的阐溶液液滴的形态会变成锥形，称为“泰勒锥力的增加，形成的锥体逐渐变尖，，当锥顶形成破坏，锥顶表面分子附加了足够大的电场力顶形成一股喷射流喷发出来。始阶段的观察和计算发现了“泰勒锥”的自相。他们得出：随着电场力的不断增加，液体是锥形。对于牛顿流体来说，临界角度和流变大表面张力总是增大的。动表明，纤维在下落过程中的高速不稳定现象是
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ325.2;TB383.2

【参考文献】