文档介绍：研究生课程论文
(2010-2011学年第二学期)
高分子复合材料
研究生:刘琼宇
提交日期: 2011年10月9日研究生签名:刘琼宇
学号
201020116119
学院
材料科学与工程学院
课程编号
S0805028
课程名称
高分子复合材料
学位类别
硕士
任课教师
张安强
教师评语:
成绩评定: 分任课教师签名: 年月日
说明
1、课程论文要有题目、作者姓名、摘要、关键词、正文及参考文献。论文题目由研究生结合课程所学内容选定;摘要500字以下,博士生课程论文要求有英文摘要;关键词3~5个;参考文献不少于10篇,并应有一定的外文文献。
2、论文要求自己动手撰写,如发现论文是从网上下载的,或者是抄袭剽窃别人文章的,按***处理,本门课程考核成绩计0分。
3、课程论文用A4纸双面打印。字体全部用宋体简体,题目要求用小二号字加粗,标题行要求用小四号字加粗,正文内容要求用小四号字;经学院同意,课程论文可以用英文撰写,字体全部用Times New Roman,题目要求用18号字加粗;标题行要求用14号字加粗,正文内容要求用12号字;行距为2倍行距(方便教师批注);页边距左为3cm、右为2cm、、;其它格式请参照学位论文要求。
4、学位类别按博士、硕士、工程硕士、MBA、MPA等填写。
5、篇幅、内容等由任课教师提出具体要求。
静电纺丝法制备聚合物基功能性纳米复合纤维材料
刘琼宇
摘要:静电纺丝技术近年来在制备纳米纤维领域得到广泛应用,尤其在制备复合纳米纤维方面取得了显著成果。通过静电纺丝法制备的纳米复合纤维在光电材料,组织工程支架领域发挥着独特的作用。本文介绍了静电纺丝法制备不同聚合物基纳米复合材料作为抗菌材料,催化材料以及光电材料的研究进展,并对静电纺丝技术今后的发展进行了展望。
关键词:静电纺丝;纳米复合材料;催化;抗菌
复合材料,根据国际标准化组织(anization for Standardization)给复合材料下的定义,就是由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质组合而成的一种多相固体材料[1]。纳米复合材料就是指以有机高分子聚合物为连续相与纳米颗粒进行复合所得到的复合材料。纳米复合材料以其独特的性质在科学领域发挥着重要作用,在新材料、能源、信息、医学和生物领域都具有十分重要的应用前景。
静电纺丝法制备纳米纤维
纳米纤维材料
纳米纤维主要包括两个概念:一是严格意义上的纳米纤维,是指纤维直径小于100 nm 的超微细纤维。另一概念是将纳米微粒填充到纤维中,对纤维进行改性,也就是我们通常意义上的纳米纤维。对于前者,由于其极大的比表面积所表现出的特殊性能,已日益引起科学家们的重视。纳米纤维具有比表面积高、孔隙率大的优点,因而在纳米复合增强[2,3]、过滤膜、组织工程支架、药物释放载体、催化材料、光电器件等方面具有潜在的应用价值;而后者可开发阻燃、抗菌、抗静电、防紫外线、抗电磁屏蔽等各种功能性纤维。
静电纺丝技术
近些年来静电纺丝作为一种制备纳米级或微米级纤维的方法而受到了人们广泛关注。静电纺丝就是借助于静电力制备纤维的方法,通常是纺丝溶液或熔体带上几千至上万伏高压静电,带电的纺丝液滴在电场力的作用下在毛细管的Taylor锥顶点被加速。当电场力足够大时,聚合物液滴克服表面张力形成喷射细流。细流在喷射过程中溶剂蒸发或固化,最终落在接收装置上,形成类似非织造布状的纤维毡。由于采用这种方法不仅可以制备出性能各异的多种聚合物纤维, 而且制备出的纤维直径几乎都可以达100 nm以下(即纳米纤维) .与常规纤维相比具有较高的比表面积, 因而它们目前正广泛用于纳米催化剂、人体组织工程支架、防护用品、过滤材料及光电材料等的研究中[ 4].
静电纺丝装置
静电纺丝的实验装置主要包括四个部分,即储液器、毛细管、高压电源和接收装置。目前各研究单位使用比较多的静电纺丝机按喷丝头与收集板之间的几何排布来分,可分为立式静电纺丝装置和卧式静电纺丝装置,如图1-1所示。根据接收装置的形状,主要有平板式[5-6]、圆筒式[7-8]两种类型,另外还有三角板式、双平行板式和双环式等[9]。
a
b
图1-1 静电纺丝装置:立式静电纺丝装置(a)和卧式静电纺丝装置(b)
静电纺丝纳米纤维形态
在静电纺丝过程中,随着纺丝参数的不同,电纺纤维的形态结构也存在明显差异,主要形态包括珠状体、珠状复合纤维、含纺锤体纤维、光滑连续纤维等,如图 1-2所示
[10]。珠状体聚合物被广泛用于超疏水领域的研究。如 He 等[10]采用不同的聚苯乙烯(PS)制珠状体,并对其亲水性能进行研究。实验发现致密膜的水接触角97