PVA复合纳米纤维膜的制备及性能研究-论文.pdf

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1、第42卷第9期化工新型材料Vo1．42No．92014年9月NEWCHEMICALMATERIALS·61·PBT／PVA复合纳米纤维膜的制备及性能研究赵玉明曹鼎石艳付志峰(北京化工大学化工资源有效利用国家重点实验室，北京100029)摘要通过将聚乙烯醇(PVA)与聚对苯二甲丁二醇酯(PBT)不同比例混合进行静电纺丝，对所得PBT／PVA复合纳米纤维膜通过扫描电子显微镜(SEM)、单轴拉伸测试以及水接触角测试进行了表征。结果显示：PBT／PVA混合溶液的可纺性和所得纤维膜形貌随PVA含量增加而变化；纯PBT纳米纤维膜表现为较低的力学性能

2、和疏水性(水接触角为135。)，而少量PVA的混入(PBT／PVA一20／1或10／1)可以有效提高所得纤维膜力学性能和亲水性，尤其10／1的PBT／PVA复合纤维膜在力学性能提高的同时表现为超亲水特性(水接触为0。)。关键词静电纺丝，复合纳米纤维，PBT／PVA，力学性能，亲水性ElectrospunPBT／PVAcompositenanofibrousmatswithbettermechanicalpropertyandwettabilityZhaoYumingCaoDingShiYanFuZhifeng(StateKeyLabor

3、atoryofChemicalResourceEngineering，BeijingUniversityofChemicalTechnology，Beijing100029)AbstractTheelectrospinningofpolybutyleneterephthalate(PBT)／poly(vinylalcoho1)(PVA)mixedsolutionsindifferentmi~ngratiowasstudied．Aswasdeterminedbyscanningelectronmieroscope(SEM)，theaddi

4、tionofPVAhadgreateffectsonthespinnabilityofmixedPBT／PVAsolutionsandmorphogogyoftheresultingfibrousmats．Besides，throughthetestofuniaxialten—sileandwatercontactangle(WCA)，itwasfoundthatbothmechanicalpropertiesandwettabilityofPBT／PVA(20／1and10／1)compositematswereimproved．Es

5、pecially，PBT／PVAmatsof10／1exertedasuperhydrophilicproperty(WCAwaszero)，whichwascompletelydifferentfrompurePBTnanofibrousmat(WCAwasabout135。)。Keywordselectrospinning，compositenanofiber，PBT／PVA，mechanicalproperties，wettability静电纺丝是一种在高压静电作用下制备超细纳米纤维简制得具有特殊功能的纳米纤维，并被证明是一种十分

6、有效的单而又方便的技术，其原理为：聚合物溶液在高压静电作用纤维改性方法[7]。本课题组之前的研究表明¨8]，将少量亲水下，在喷丝头形成泰勒锥，当液滴所受静电作用力大于其表面性聚乙烯醇(PVA)与聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)混合进行张力时则形成喷射流，喷射流经过直线运动和鞭动不稳定阶静电纺丝，所制备的PET／PVA(2o／1)复合纳米纤维膜的形段而到达接收极，并形成无规取向的超细纳米纤维。使用该貌、力学性能、亲水性和水通量相对于纯PET纳米纤维膜均方法制备的纳米纤维膜具有高孔隙率、高比表面积、孔径小等有极大的提高，如PET／PVA(20

7、／1)复合纳米纤维膜的拉伸强特点，被广泛应用于催化、组织工程、防护服、过滤以及光电材度和断裂伸长率分别为纯PET纳米纤维膜的三倍和两倍，且料等众多领域[1]。表现为超亲水性(水接触角为O。)。PBT是一种非常重要的热研究发现，表面为亲水性的纳米纤维膜相对于疏水纳米塑性芳香族聚酯，结晶速率快，广泛用作工程塑料或纤维过滤纤维膜更有利于细胞附着和生长_3]。此外膜过滤等水处理应材料_9]。此处我们采用相同的方法将PVA与聚对苯二甲酸用中疏水性纤维膜容易发生生物污染而导致过滤膜效率下降丁二醇酯(PBT)混合进行静电纺丝，并对PBT／PVA复合纳

8、和运营成本增加，其主要原因为：疏水膜材料对于污水中的生米纤维膜的可纺性、形貌、力学性能和亲水性通过扫描电子显物蛋白质的吸附是熵增加过程，可以自发进行，因此具有较强微镜(SEM)、单轴拉伸测试以及水接触角测试