天然胶乳静电纺丝机理及实验研究

发布时间：2021-05-12 08:38

　　随着静电纺丝技术的发展,静电纺丝纤维在生物医药、能源电子、环境保护、化学、功能性纺织等领域得到广泛的应用。静电纺丝分为溶液和熔体两大类,其中溶液静电纺丝由于其设备简单,电纺纤维直径较细,故应用范围比较广泛。在静电纺丝中,目前多选用热塑性材料,对于热固性材料或弹性较大材料,纺丝难度较大。天然橡胶属于热固性材料具有高弹性、高伸长率、柔韧性、耐撕裂等独特的性能,且天然橡胶的玻璃化转变温度低,常温下分子链之间缠结回缩能力强,导致不能单独进行纺丝。如何将其或者与某种材料混合实现纺丝发挥出橡胶独特的性能,是目前亟待研究的课题。本文在研究天然橡胶成形机理和静电纺丝机理的基础上,通过溶液静电纺丝技术制备出了天然胶乳/聚乙烯醇（NRL/PVA）复合纤维和天然橡胶（溶解法）纤维;模拟分析了天然胶乳静电纺丝电场强度与电压、接收距离、纺针尺寸的变化规律;通过实验研究,确定并优化了天然胶乳静电纺丝的工艺参数,探究出了NRL/PVA复合纤维以及天然橡胶纤维纺丝溶液的最佳配比。本文完成的主要工作如下:1.提出了以聚乙烯醇为纺丝助剂制备NRL/PVA复合纤维和以有机溶剂溶解法制备天然橡胶纤维的两种方法。2.模拟了电场... 

【文章来源】：青岛科技大学山东省

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 静电纺丝在国民经济中的作用及行业应用
        1.1.1 静电纺丝在国民经济中的作用
        1.1.2 静电纺丝在行业中的应用
    1.2 静电纺丝研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
        1.2.3 混合纺丝研究现状
    1.3 天然胶乳的结构性能及其应用
        1.3.1 天然胶乳的结构性能
        1.3.2 天然胶乳的应用
    1.4 本文研究的目的和主要研究内容
        1.4.1 研究目的
        1.4.2 主要研究内容
2 天然胶乳静电纺丝机理
    2.1 静电纺丝工艺参数
    2.2 天然胶乳混合纺丝机理
    2.3 天然橡胶纺丝机理
    2.4 本章小结
3 天然胶乳静电纺丝电场模拟
    3.1 有限元方法概述
    3.2 电场问题的有限元方法及电场边界条件
        3.2.1 电场问题的有限元方法
        3.2.2 电场边界条件
    3.3 静电纺丝数值模拟模型建立
        3.3.1 静电纺丝模型简化
        3.3.2 静电纺丝条件假设
    3.4 静电纺丝参数设定
        3.4.1 静电纺丝几何参数的设定
        3.4.2 静电纺丝材料参数的设定
        3.4.3 静电纺丝介电常数的设定
        3.4.4 静电纺丝的载荷设定
        3.4.5 静电纺丝网格划分
        3.4.6 静电纺丝求解器选择
    3.5 静电纺丝场强模拟结果
        3.5.1 静电纺丝电势分布
        3.5.2 静电纺丝电场强度分布
    3.6 工艺参数对电场强度的影响
        3.6.1 电压对电场强度的影响
        3.6.2 接收距离对电场强度的影响
        3.6.3 纺针直径对电场强度的影响
        3.6.4 纺针长度对电场强度的影响
    3.7 本章小结
4 制备天然橡胶/聚乙烯醇纳米纤维实验研究
    4.1 实验原料及设备
        4.1.1 实验原料
        4.1.2 实验设备
    4.2 实验方案及制备工艺
        4.2.1 实验方案
        4.2.2 制备工艺
    4.3 性能测试及表征
        4.3.1 扫描电子显微镜(SEM)
        4.3.2 红外测试
        4.3.3 热性能测试
        4.3.4 X射线测试测试
        4.3.5 DMA测试
        4.3.6 导电性测试
    4.4 本章小结
5 实验结果与数据分析
    5.1 NRL/PVA复合纤维性能分析
        5.1.1 纺丝电压对复合纤维的影响
        5.1.2 接收距离对复合纤维的影响
        5.1.3 供液速度对复合纤维的影响
        5.1.4 NR固含量对复合纤维的影响
        5.1.5 导电填料对复合纤维的影响
    5.2 天然橡胶纤维性能分析
        5.2.1 纺丝电压对天然橡胶纤维的影响
        5.2.2 接收距离对天然橡胶纤维的影响
        5.2.3 供液速度对天然橡胶纤维的影响
        5.2.4 溶剂中DMF所占体积比DMF对天然橡胶纤维的影响
    5.3 本章小结
总结与展望
    本文所做的工作
    本文主要结论
    创新点
    研究展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术论文及专利


【参考文献】：
期刊论文
[1]载药聚偏氟乙烯伤口敷料的制备及其性能[J]. 吴倩倩,李珂,杨立双,付译鋆,张瑜,张海峰.  纺织学报. 2020(01)
[2]静电纺SiO2/PVDF-HFP锂离子电池隔膜的制备及性能[J]. 王媛,高欣,裴广玲.  电源技术. 2019(11)
[3]基于纳米纤维包芯纱的柔性染料敏化太阳能电池对电极的制备及性能表征[J]. 翁凯,张景,刘凡,喻红芹,邵伟力,李梦营.  上海纺织科技. 2019(11)
[4]静电纺丝带电射流不稳定段的受力分析[J]. 卢锦煜,梁志勇,雷赛玲.  东华大学学报(自然科学版). 2019(05)
[5]含Fe3C的碳纳米纤维材料的锂离子电池电化学性能研究[J]. 姜志浩,刘江涛,张传玲.  现代化工. 2019(11)
[6]基于壳聚糖的静电纺丝纳米纤维膜用于伤口敷料的研究进展[J]. 左凌楠,谷丽薇,董方红妞,王赛倩,党云洁,杜青.  中国药学杂志. 2019(14)
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[8]电纺ZnO纳米纤维电子传输层提高倒置PTB7∶PC70BM电池效率[J]. 孙钦军,石晓磊,高利岩,周少龙,吴俊,郝玉英.  光谱学与光谱分析. 2018(11)
[9]静电纺丝制备富锂锰基锂电正极材料及其性能[J]. 李永亮,马定涛,张培新.  深圳大学学报(理工版). 2017(02)
[10]PVP纳米纤维膜修饰微穿孔板吸声性能研究[J]. 郭丽君,赵湛,周晓宇,范祥.  材料保护. 2016(S1)

硕士论文
[1]熔体静电纺丝法制备高分子纤维材料的实验研究[D]. 刘伟伟.青岛科技大学 2013



本文编号：3183104