离子液体对静电纺丝成型及电纺纤维形貌的影响

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1、·２４·材料导报Ａ：综述篇２０１１年１１月（上）第２５卷第１１期离子液体对静电纺丝成型及电纺纤维形貌的影响＊喻祺，邱志明，程慰，严玉蓉（华南理工大学高分子系，广州５１０６４０）摘要静电纺微／纳米纤维毡在组织工程、过滤、防护等领域具有显著优势，目前广为使用的静电纺丝聚合物均以配置一定的溶液为前提，离子液体因其独特的溶解特性及“绿色”优势可替代部分具有毒性的溶剂。综述了离子液体在静电纺丝成型中的作用，包括作为单一溶剂、共溶剂，或者将离子液体聚合后参与共混静电纺丝成型，也包括采用离子液体对静电纺纤维毡进行后处理。离子液体的引入导致溶液性质变化，显著影响了静电纺丝成型过程，进而导致纤维

2、直径、形貌以及纤维毡的物理性质均有一定程度的改变。关键词离子液体静电纺丝形貌ＴｈｅＩｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆＩｏｎｉｃＬｉｑｕｉｄｓｏｎＥｌｅｃｔｒｏｓｐｉｎｎｉｎｇＰｒｏｃｅｓｓａｎｄＦｉｂｅｒｓ’ＭｏｒｐｈｏｌｏｇｙＹＵＱｉ，ＱＩＵＺｈｉｍｉｎｇ，ＣＨＥＮＧＷｅｉ，ＹＡＮＹｕｒｏｎｇ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＰｏｌｙｍｅｒＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｏｕｔｈＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１０６４０）ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｍｉｃｒｏａｎｄｎａｎｏｆｉｂｅｒｍａｔｓｐｒｏｄｕｃｅｄｂｙｅｌｅｃｔｒｏｓｐｉｎｎｉｎｇａｒ

3、ｅｓｕｐｅｒｉｏｒｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｓｏｆｔｉｓｓｕｅｅｎｇｉ－ｎｅｅｒｉｎｇ，ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎａｎｄｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ．Ａｔｐｒｅｓｅｎｔ，ｐｏｌｙｍｅｒｓｕｓｅｄｆｏｒｅｌｅｃｔｒｏｓｐｉｎｎｉｎｇｍｕｓｔｂｅｄｉｓｓｏｌｖｅｄｉｎａｓｐｅｃｉｆｉｃｓｏｌ－ｖｅｎｔ．Ｂｅｃａｕｓｅｏｆｉｔｓｅｘｃｅｌｌｅｎｔｄｉｓｓｏｌｖｉｎｇｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃａｎｄｇｒｅｅｎａｄｖａｎｔａｇｅ，ｉｏｎｉｃｌｉｑｕｉｄｓｃａｎｒｅｐｌａｃｅｓｏｍｅｔｏｘｉｃｓｏｌ－ｖｅｎｔ．Ａｒｏｌｅｔｈｅｉｏｎｉｃｌｉｑｕｉｄｓｐｌａｙｉｎｅｌｅｃｔｒｏｓｐｉｎｎｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓａ

4、ｒｅｒｅｖｉｅｗｅｄｉｎｔｈｅｆｉｅｌｄｓｏｆｉｏｎｉｃｌｉｑｕｉｄｓａｓｍｏｎｏ－ｓｏｌｖｅｎｔａｎｄｃｏｓｏｌｖｅｎｔ，ｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｓｐｉｎｎｉｎｇｏｆｐｏｌｙｍｅｒｉｚｅｄｉｏｎｉｃｌｉｑｕｉｄｓｂｌｅｎｄｅｄｗｉｔｈｏｔｈｅｒｐｏｌｙｍｅｒ，ａｌｓｏｉｎｃｌｕｄｅａｆｔｅｒ－ｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆｅｌｅｃｔｒｏｓｐｉｎｎｉｎｇｆｉｂｅｒｍａｔｓｂｙｉｏｎｉｃｌｉｑｕｉｄｓ．Ａｄｄｉｎｇｉｏｎｉｃｌｉｑｕｉｄｓｉｎｔｏｔｈｅｓｐｉｎｎｉｎｇｓｏｌｕｔｉｏｎｈａｓｃｈａｎｇｅｄｉｔｓｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｔｈａｔｉｎｆｌｕｅｎｃｅｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｓｐｉｎｎｉｎｇｐ

5、ｒｏｃｅｓｓ．Ｈｅｎｃｅ，ｉｔｌｅａｄｓｔｏａｃｅｒｔａｉｎｃｈａｎｇｅｏｆｆｉｂｅｒｄｉａｍｅｔｅｒ，ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙａｎｄｐｈｙ－ｓｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｆｉｂｅｒｍａｔｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓｉｏｎｉｃｌｉｑｕｉｄｓ，ｅｌｅｃｔｒｏｓｐｉｎｎｉｎｇ，ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ类、用量、聚合物种类的不同而有所差异。０引言１离子液体在静电纺丝中用作单一溶剂离子液体是完全由阴、阳离子组成且在低于１００℃下呈液态的离子化合物［１］。与常规溶剂相比，离子液体具有低蒸１．１离子液体用作天然高分子的溶剂气压、不可燃、热熔大、热稳定性好、离子电导率高、电化学窗醋酸纤维素、甲基纤维素分

6、别是纤维素的醋酸酯化产物口宽［２］的性能优势。离子液体最典型的特点是其可调控性，和纤维素的甲基取代产物，通过选择合理的溶剂和恰当的工按阴阳离子的不同排列组合方式，离子液体有１０１８种之多［３］，艺控制，可通过静电纺丝制备纤维材料。而纤维素由于几乎通过选择适当的阴离子或微调阳离子的烷基链，可改善离子不溶于常规溶剂，所以超细纯纤维素纤维的静电纺丝并没有液体的物理性质和化学性质，鉴于此种可调控性，它被称为成功获得。研究发现，纤维素可溶于氯化咪唑类离子液体而［４］不产生相分离，如Ｓｈｉ－ＬｉＱｕａｎ等［５］将纤维素溶于１－丁基－３－“绿色设计者溶剂”。由于上述优势，离子液体已在环境、甲

7、基氯化咪唑［ＢＭＩＭ］Ｃｌ中，ＮｉｎｇＳｕｎ等［６］将微晶纤维素化工、生物等领域得到广泛的应用，将离子液体应用于静电纺丝也引起了众多研究工作者的极大兴趣。（ＭＣＣ）溶于［Ｃ２ＭＩＭ］Ｃｌ中。因此，以离子液体为溶剂，可以目前，离子液体用于静电纺丝成型主要包括４个方面：采用静电纺丝成型获得具有纳米或者微米结构的纤维素纤一是直接作为聚合物的单一溶剂；二是作为聚合物的共溶剂维。但是所得静电纺纤维的形貌及成型性与溶液的浓度相或辅助溶剂；三是将聚合离子液体直接用于静电纺丝；四是关。例如，在纤维素／［ＢＭ