苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物电纺纤维膜的制备及性能

《苯乙烯丁二烯苯乙烯嵌段共聚物电纺纤维膜的制备及性能》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物电纺纤维膜的制各及性能材料学专业研究生李旭清指导教师昊大诚在纤维工业的发展中，使纤维超细化是一个重要发展方向。随着纳米科技的迅速发展，纳米纤维的制备和应用成为研究热点。静电纺丝由于可以利用高分子溶液或熔体，在高压静电场条件下，制备亚微米或纳米纤维．成为制备超细纤维最重要、最可行的方法。静电纺丝的最大特点是所得纤维直径非常细。制备的电纺纤维或膜由于具有非常高的比表面积、孔隙率，非常小的纤维直径、孔隙尺寸，使其在医学修复、过滤、防护服饰、组织支架、药物给送系统、高性能电池、催化、传感器等方面具有巨大的应用前景。苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共聚

2、物(SBS)是性能优异的热塑性弹性体，实现了橡胶弹性和热塑性的完美结合。有报道显示，弹性体纳米纤维在气体过滤领域具有独特优势。因此，对SBS进行静电纺丝研究，制各电纺纤维膜，可望在气体过滤领域得到应用。本论文用质量比为3：1的四氢呋喃(THF)和Ⅳ，N二甲基甲酰胺(DMF)混合溶液作溶剂，通过气流一静电纺丝，制得了苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物(SgS)超细纤维。通过扫描电镜(SEM)分析，讨论了纺丝溶液浓度、电压、接收距离和喷丝头内径对电纺纤维形貌、直径及其分布的影响，找到了SBS电纺最优工艺参数。通过聚丙烯(PP)无纺布作基材，得到不同厚度的SBS电纺纤维膜，并

3、对其迸行了力学和热学性能测试和分析。通过电镜观察发现，溶液浓度对电纺纤维的直径和形貌有着非常重要和直接的影响。当溶液浓度由lO％增加18％时，电纺纤维平均直径随之成线性增加，直径分布逐渐变宽。当溶液浓度为10％时，电纺纤维成珠粒状。随着浓度的增加，纤维形貌由“珠粒”逐渐过渡到纺锤状，并且浓度为14％时珠粒基本消失。当电压由23．8kV增加到33．8kV时，SBS纤维平均直径先减小后增加。接收距离对电纺纤维直径及其分布没有明显影响。当接收距离由10cm增加到30cm时，纤维平均直径依次为433nm、429nm和401nm，有轻微减小。然而当接收距离太短时，溶剂挥发不完全

4、，纤维容易粘连，会出现“珠粒”结构；接收距离太长，射流不稳定。喷丝头内径对电纺纤维直径有显著影响。喷丝头内径增大，电纺纤维平均直径随之增加，且直径分布变宽。溶液质量浓度为14％，电压为28．8kV，接收距离为20cm，喷丝头内径为O．27ram为适宜纺丝条件，在此条件下制得了平均直径为429nm的SBS电纺纤维。DSC分析表明，与SBS切片相比，电纺纤维PB相的玻璃化温度向低温方向移动，这是由于电纺过程中快速拉伸、溶剂的迅速挥发，聚合物嵌段只有很少的时间发生聚集等原因造成的。电纺纤维Ps相的玻璃化温度升高，而且随着电纺浓度减小而分别增大，这是由于，电纺过程中溶剂存在条

5、件下的高速拉伸有利于硬性PS链段的取向和聚集。Ps相玻璃化温度的降低有利于SBS纤维弹性的增强，而Ps相玻璃化温度的升高则有利于SBS电纺纤维获得更好的拉伸强度。初步力学实验表明，SBS电纺纤维膜具有良好的拉伸强度和弹性。随着SBS电纺纤维膜面密度的增加，SBS．PP复合电纺纤维无纺布断裂强力不断增大。当电纺纤维膜面密度为0．79、O．96、1．6g／m2时，相对纯PP无纺布，断裂强力分别增加4．3％、4．9％、10％。近似计算表明SBS电纺纤维膜拉伸强度是PP无纺布2．6倍。此外，当电纺纤维膜的面密度为1．62／m2时，样品断裂伸长率相对纯PP无纺布增加24％。关键

6、词：静电纺丝SBS超细纤维膜DSC过滤2PREPARATIoNoFELECTRoSPUNFIBER剐【ATSoFSTYRENE．BUTADIENE．STYRENEBLOCKCoPoLYMERANDTHEIRPRoPERTIESMaterialogyGraduate：LiXuqingSupervisor：WuDachengDuringthedevelopmentoffiberindustry,ultrafinefiberisallimportantgoal·Withtherapiddevelopmentofnanoscienceandtechnology,theprep

7、arationandapplicationsofnanofibersbecomethehotfieldinresearch．Inordertomakefiberswithdiametersbetweensubmicrometerandnanometer,electrospinningisthemostimportantandviablemethod，inwhichtheultrafinefibersareformingfrompolymersolutionsormeltswiththehelpofhighvoltageelectricfield．Th