功能性PSA纳米复合纤维的静电纺丝技术研究

【摘要】静电纺丝作为一种新型制备纳米纤维的技术，受到很多学者的关注，并已将其应用到100多种聚合物上生产纳米纤维，但将该方法应用于聚砜酰胺(PSA)聚合物制备PSA纳米纤维的研究较少。本文研究了静电纺参数(纺丝溶液浓度、纺丝电压、纺丝距离)对PSA形貌、结构及性能的影响。并在此基础上，以PSA聚合物为基体，以多壁碳纳米管(MWCNT)和纳米二氧化钛(nano-TiO2)为功能性添加材料，制备复合纺丝液，采用静电纺丝法制备出复合纳米纤维毡。本文搭建了一套静电纺丝装置，利用该装置对PSA聚合物进行静电纺丝，在影响静电纺的众多参数中，选取了溶液固含量、纺丝电压和纺丝距离三个主要参数，研究三种参数对静电纺PSA纳米纤维形貌、结构及性能的影响。通过扫描电子显微镜(SEM)对纤维形貌观察发现当溶液固含量为12wt%时，串珠完全消失,纤维平均直径增大，纤维形态和均匀度较稳定。随着纺丝电压的增大，纤维平均直径减小，纤维直径分布范围变窄。其他纺丝条件相同情况下，纺丝距离为15cm时制备的纤维好于其它距离下制备的纤维。通过X射线衍射仪(XRD)发现固含量在6～10wt%范围内，随着固含量的增加，相应制备的纤维的结晶度逐渐增加，大于10wt%时，结晶度呈下降的趋势；随着纺丝电压的增大，PSA纳米纤维的结晶度逐渐降低；距离在10～20cm范围内，随着距离的增加，纤维结晶度逐渐增加。当距离进一步增加时，结晶度有下降的趋势。通过热重分析(TG)发现随着PSA纺丝液固含量提高，制得的PSA纳米纤维网的耐热性能逐渐提高；随着电压的升高，PSA纳米纤维网的耐热性逐渐降低；纺丝距离为15cm的PSA样品表现出最差的耐热性。利用搭建的装置制备PSA/MWCNT、PSA/nano-TiO2二元复合纳米纤维以及PSA/MWCNT/nano-TiO2三元复合纳米纤维。采用透射电镜(TEM)观察纳米颗粒在复合纳米纤维内的分散情况；通过扫描电镜(SEM)观察复合纤维的表面形貌及直径；通过傅里叶红外测试(FTIR)观察复合纤维的的组成和结构；通过X射线衍射仪(XRD)观察复合纤维的结晶情况；通过力学测试、热重TG测试、导电性测试、抗紫外测试分别对复合纤维的力学性能、热学性能、导电性能及抗紫外线性能进行测试，探讨纳米颗粒对纤维这些性能的影响。
【作者】陈文杰；
【导师】吴湘济；辛斌杰；
【作者基本信息】上海工程技术大学，服装设计与工程，2013，硕士
【关键词】静电纺丝；聚砜酰胺；纳米纤维；纳米颗粒；性能；

【参考文献】
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