静电纺聚苯乙烯大孔超细纤维的制备、机理及表征

发布时间：2024-02-05 08:05

　　静电纺丝技术是一种重要非织造技术,常被用于改造微纳纤维的次级结构形态。为了尽可能地提升纤维的比表面积,将纤维的次级结构改造为大孔结构(孔直径>50nm)最为理想。电纺大孔纤维的制备首先需得到多孔结构的纤维,其次再提升纤维上的孔尺寸大小。非溶剂诱导相分离法(NIPS)被认为是制备电纺多孔纤维最灵活的方法,本课题首先描述了非溶剂溶液(Nonsolvent Solution,简称NSS)制备多孔纤维时的过程机理图,进而结合NSS的三相图提出了“挥发路径”的新型概念,并在此基础上做了理论创新,提出了增加多孔纤维孔尺寸的两个原则:亚稳态区面积最大化原则和相分离时间最大化原则,并研究了相关物理量(包括:NSS中溶剂与非溶剂的种类、比例、挥发性)对纤维次级结构的影响。结果显示,当且仅当溶剂和非溶剂均为低挥发性的试剂时,纤维才能出现大孔结构,其成孔机理可以简单概括为射流拥有较长的相分离时间。另外,形成大孔结构的整个相分离过程可用本课题新提出的一种定性分析模型——“圆环嵌套模型”对其进行描述,该模型有助于判断某种特定的NSS是否容易纺出具备大孔次级结构的电纺纤维。依据提升孔尺寸的相关原则,本课题研...

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图1-1非织造材料普遍使用场景

东华大学博士学位论文第1章绪论-1-第1章绪论1.1非织造材料1.1.1非织造材料简介工业的发展在各个国家的经济发展中起着重要的作用，同时工业的发展离不开织物的应用，然而传统纺织品早已无法满足生产效率和成本的要求，因此非织造材料作为一种新型纺织材料迅速普及开来[1]。与传统的织物....

图1-2A)Formhals设计的初代静电纺装置机理图[9]；B)典型的静电纺丝装置[10]

东华大学博士学位论文第1章绪论-3-图1-2A)Formhals设计的初代静电纺装置机理图[9]；B)典型的静电纺丝装置[10]。在非织造材料的工业制造中，所使用的相关纤维材料线密度在1.4-6dtex之间，而相应纤维直径则不超过10微米，即用非织造技术所生产的纤维直径仅为数微米....

图1-3A)SCI论文发表数量与年份之间的关系（以“electrospinning”为关键词，在Scopus数据库中检索结果，检索日期2019-07-20）；B)静电纺丝应用领域分布

东华大学博士学位论文第1章绪论-3-图1-2A)Formhals设计的初代静电纺装置机理图[9]；B)典型的静电纺丝装置[10]。在非织造材料的工业制造中，所使用的相关纤维材料线密度在1.4-6dtex之间，而相应纤维直径则不超过10微米，即用非织造技术所生产的纤维直径仅为数微米....

图1-4典型的有针纺静电纺丝设备

东华大学博士学位论文第1章绪论-5-1.2.2.2.3多针头并列纺丝设备为了提高电纺纤维的生产率，多针头并列纺丝设备应运而生。同种聚合物溶液可以连接到多个针头进行喷射（图1-4D）来增加纺丝效率，由于它提供了大量的纺丝溶液，因此该种设备在纺丝时需要提供很高的电压和流速，因此也带来....

本文编号：3895915