溶液浸润法制备高强度静电纺PA 66纤维膜-TPU复合材料.pdf

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1、溶液浸润法制备高强度静电纺PA66纤维膜TPU复合材料《上海塑料》2014年第2期(总第166期)·新产品新技术·溶液浸润法制备高强度静电纺PA66纤维膜一TPU复合材料吴沙沙，关晓阳，郑国强，刘春太(郑州大学材料科学与工程学院，河南郑州450001)摘要通过溶液浸润的方法制备PA66纤维膜一TPU复合纤维膜。采用扫描电镜(SEM)观察经TPU溶液浸润前后纤维膜的形貌；力学性能测试表征浸润前后纤维膜的力学性能。结果表明：浸润后复合膜的力学性能大幅度提高。此外，通过循环拉伸和应力松弛试验进一步研究纤维与基体之间

2、的界面相互作用。关键词静电纺丝；纤维膜；复合材料；力学性能中图分类号：TQ323．6文献标志码：A文章编号：1009—5993(2O14)O2—0012—05ManufactureofHighStrengthElectrospunPA66FiberMembrane—TPUCompositesbySolutionImpregnationW【，Sha—sha，GUANXiao—yang，ZHENGGuo—qiang，LIUChun-tai(SchoolofMaterialsScienceandEngineerin

3、g，ZhengzhouUniversity。Zhengzhou450001。China)Abstract：ElectrospunPA66fibermembrane-TPUcompositesweremanufacturedbysolutionimpregnation．Scanningelectronmicroscopy(SEM)andtensiletestwereusedtocharacterizethemorphologyandthetensilepropertyofPA66fibermembranebef

4、oreandafterimmersedinTPUsolution．TheresultsshowedthatafterfibermembraneimmersedinTPUsolution．thetensilestrengthincreasedonalargescale．Furthermore，stepcycletestandstressrelaxationexperimentwereusedtOcharacterizetheinterfaceinteractionbetweenfibersandmatrix．K

5、eywords：electrospinnng；fibermembrane；composite；tensileproperty最大优点是纤维的直径可以达到微米级甚至纳米0前言级。当聚合物纤维的直径由微米级降至纳米级时，静电纺丝是使聚合物溶液或熔体在几千至几就会表现出许多优异的性能，如较大的比表面积、十万伏的高压静电力作用下，克服表面张力而产较高的强度及韧性等口伽。生带电喷射流，最终在接收装置上收集到超细纤制备高强度纤维增强复合材料的关键在于制维的纺丝技术，也称高压静电纺丝。静电纺丝的备高强度的纤维，纤维具有较大

6、的比表面积以及纤维与聚合物基体之问具有较强的界面结合能力。在之前的研究工作中，静电纺纳米纤维作为增强相收稿日期：2014—04—16能够较大程度提高橡胶及纳米金刚石的性能]。作者简介：吴沙沙(1989一)，女，硕士研究生，主要从事静电纺纳米纤维结构与性能的研究。也有研究人员采用静电纺聚酰胺纤维来提高聚乙一12一溶液浸润法制备高强度静电纺PA66纤维膜一TPU复合材料《上海塑料》2014年第2期(总第166期)烯醇及聚氨酯的性能_6]。．值。笔者采用静电纺丝的方法制备PA66纤维1．4．3循环拉伸试验膜，并将纤

7、维膜在TPU的DMF溶液中浸润，制备在一定速率下，将样品拉伸到某一设定应变，高强度的PA66一TPu复合材料。采用SEM观察卸载，直至应力为0；然后再拉伸至另一较大应变，浸润前后纤维膜的形貌，并通过力学性能测试获得卸载。整个过程中真应变速率保持不变。通过循浸润前后纤维膜的力学性能，最后通过循环拉伸试环拉伸测试可将应变e分解为回复应变￡与残余验和应力松弛试验表征纤维与基体之间的应力传应变￡b。递作用。e一￡b+e(1)1．4．4应力松弛试验1实验将样品以一定速率拉伸至某一设定应变后，保1．1原料持应变不变，记录

8、应力随时间的变化。达到平衡后PA66ERP一27，熔融流动指数为10．6g／10可由公式(2)m得到纤维束的黏性力。min(275℃，3．2N)，平顶山神马集团提供；甲酸，Aa—O'o一(2)分析纯；热塑性聚氨酯(TPu)。式中：Aa为黏性力；为起始应力IO"为平衡应力。1．2静电纺纳米纤维束的制备2结果与讨论将一定质量的PA66颗粒放人甲酸中，在70℃下搅拌1h，配制质量分数为15的纺丝溶将静电纺