phbv纳米纤维制备及其成形机理研究

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1、PHBV纳米纤维制各及其成形机理研究PHBV纳米纤维制备及其成形机理研究摘要制备聚合物纤维的传统方法包括熔融纺丝，溶液纺丝，液晶纺丝和胶体纺丝等。用这些方法得到的纤维的直径范围一般为5-500微米。静电纺丝是一项简单方便、廉价而且对环境无污染的纺丝技术。它是通过在聚合物溶液上施加外加电场来制造聚合物纤维的纺丝技术，其纤维直径在微米和纳米之间。因此，相对于一般的商业织物，由电纺纤维构成的无纺织物具有很大的比表面积，纤维表面具有小孔等特殊形态。这样的特性使得该纤维在过滤，组织工程，超敏感传感器等方面有很大的潜在应用前景。所

2、以近年来，人们对这种纺丝技术产生了极大的兴趣。在静电成形过程中溶液细流共经历三种不稳定性：Rayleigh不稳定性、轴对称的Conducting不稳定性以及Whipping不稳定性。在这三种不稳定性当中Rayleigh不稳定性同样是轴对称的，它主要由溶液的表面张力引起。另外两种不稳定性是由电本质引起的与溶液的表面张力关系不大。在两种轴对称的不稳定性当中，溶液细流的轴不弯曲而直径发生波浪型起伏变化变化。在Whipping不稳定性当中溶液细流的直径不变而轴发生弯曲。Whipping不稳定性是静电成形工艺制备超细PHBV纳米

3、纤维制各及其成形机理研究固态纤维的关键。如果静电成形过程中溶液细流不经历Whipping不稳定性，则得到的产物将是溶液状态的细流。当溶液细流经历Whipping不稳定性时，溶液细流被大幅牵伸且同时溶剂的挥发使得细流固化，最终制备得到固态超细纤维。结合数学推导及实验数据分析可以发现：从聚合物静电成形全过程来看，导致溶液细流直径减小的原因主要有两个一溶液细流的牵伸和溶剂的挥发。二者在纺程的不同位置处，成为导致溶液细流直径减小的主要原因。牵伸作用是静电成形制各超细纤维的重要作用。串珠结构是静电成形制备纳米纤维时经常出现的副产

4、物，可以说也是静电成形的一个重要的组成部分。它的存在会大大影响纤维的性能与用途。实验发现，溶液细流的两种轴对称不稳定性是其形成的真正机理。成形条件(电压、溶液体积挤出速度)，溶液性质(表面张力、电导率、粘度)和溶液细流表面所带的电荷密度对串珠结构的形成有较大的影响。通过控制各种操作条件以及改变溶液性质可以减少直至消除串珠结构的出现。所以，静电成形过程中，溶液细流的三种不稳定性可以同时存在而且对纤维的成形及其形态有决定性影响。静电成形的核心就是溶液细流所经历的三种不稳定性。荷叶表面的超疏水性是由其表面的纳米、微米级粗糙造

5、成的，材料表面的润湿性质与其表面的化学组成有关。当其中～组分是空气时，材料表面的润湿性质主要由其粗糙度决定。静PHBV纳米纤维制各及其成形机理研究电成形是一种能够制备纳米级材料的新技术。通过控制溶液的浓度可以制备得到不同形态的的珠状结构，而在珠子结构的表面有纳米级的突出与凹陷，有利于空气进入这些凹陷中从而形成复合表面。由于空气与水滴的接触角接近于1800，所以当水滴与材料的接触百分比减小时，材料表面的表观接触角增大，从而显示出超疏水性。除了等离子体刻蚀、化学气相沉积、溶胶凝胶及自组装、激光和热处理、紫外光辐射等方法，静

6、电成形也是一种能够制各超疏水性表面的方法。同时由于该种方法能够同时构建纳米与微米级粗糙，所以它是一种很简单的方法。关键词静电纺丝，静电成形，PHBV，成形机理，串珠结构，不稳定性PHBV纳米纤维制各及其成形机理研究STUDY0NPREPARATIONANDITSMECHANISM0FPHBVNANOFIBERSABSTRAcTElectrospinningisaprocessbywhichsub·micronandnanoscalepolymerfiberscanbeproducedusinganelectrostat

7、icallydrivenjetofpolymersolution(orpolymermelt)．ThesmallfiberdiametersandtheporousstructureofelectrospunfabricsresultinahighspecificareathatisbeneficialinawidevarietyofapplicationsProposedusesofelectrospunfibersincludefilters，membranes，wounddressings，vasculargra

8、ftsandtissueengineeringscaffoldsTherearetwonecksforthistechnology：detailunderstandingofthemechanismandtheapplicationofelectrospunnanofibers．Itwasestablishedthattheess