文档介绍：黑龙江大学
硕士学位论文
电纺聚丙烯腈纳米纤维-设备与性能
姓名:彭宁
申请学位级别:硕士
专业:高分子化学与物理
指导教师:白续铎
20100428
中文摘要聚丙烯腈纳米纤维由于具备纳米材料独特的优点,因而具有极大的应用前景。当今对聚丙烯腈纳米纤维的制备方法主要集中在静电纺丝上,但是静电纺丝方法目前尚未有统一标准的设备,规模化生产亦难以实现。因此,研究电纺聚丙烯腈纳米纤维的设备具有重要意义。本文采用溶液聚合法合成较高分子量的聚丙烯腈,将其配成电纺液后对其进行了研究。为了适应于规模化生产,我们自制了多孔喷丝装置,并对电纺参数做了详细研究,通过实验我们找到了最佳的电纺条件:即当纺丝液浓度为ァ⒌缪刮、接收距离为时,纺出的纳米纤维最好。同时我们对其他纺丝条件也做了简单研究,结果发现湿度也会对电纺聚丙烯腈纳米纤维产生影响。最终结果表明:自制的喷丝装置显著提高了喷丝速度,并且便于清洗,提高了生产效率。在多孔喷丝装置的基础上,我们又自制了两种规模化定向接收装置:静态法电纺接收装置、滚筒辅助动态水接收装置,并对其定向参数、定向机理进行了讨论。通过实验对比表明;静态法接收装置虽然简单但由于静电等作用导致其长时间的接收不稳定,而滚筒辅助动态水接收装置则能避免静电作用,一方面水流能够促使其定向,另一方面滚筒能够辅助纤维接收过程的稳定进行。最终通过自制的喷丝装置与定向装置的组合,我们能够在短时间诘玫骄哂忻飨远ㄏ蛐Ч的大的纤维毡笤与长纤维束笤。关键词:聚丙烯腈;纳米纤维;静电纺丝;设备
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导师签名:学位论文作者签名:妻疗签字日期:易聑『日签字日期猫。年抡独创性声明学位论文版权使用授权书签字日期:训勺年乱度本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得黑龙江大学或其他教育机构的学位论文或证书而使用过的材料。与我一同工作的同学对本研究所傲的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名:本学位论文作者完全了解黑龙江大学有关保留、使用学位论文的规定,有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁带,允许论文被查阅和借阅。本人授权黑龙江大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存、汇编学位论文。C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄊ学位论文作者毕业后去向:工作单位:黑龙江大学化学化工与材料学院通讯地址:黑龙江大学电话:
,它包括纳米管、纳米棒、纳米丝等,或统一被称作纳米纤维【俊S捎谀擅紫宋哂行矶嘤乓斓男阅埽如:大的比表面积擅紫宋谋缺砻婊却澄⒚准断宋个数量级⒁于表面官能化、超高的机械性能等。因而,近些年来在电学【、光电学【、传感器嗍以及复合材料【康攘谟虮妒芄愦罂蒲Чぷ髡吖刈ⅰ近些年来拉伸旧、模板合成【弧⑾喾掷胪⒆宰樽啊緇和电纺‘等已广泛地应用于纳米纤维的制备。拉伸工艺有些类似于纤维工业中的干法纺丝,该方法能制得很长的单根纳米纤维。可是,只有那些能够承受巨大的应力牵引形变的粘弹性材料才可能拉伸成纳米纤维。模板合成是用纳米多孔膜作为模板以制备实心纳米纤维⑺.或中空纳米纤维⒐。这种方法的优点在于可纺制不同原料,如导电聚合物、金属、半导体以及碳材料。但是,采用该方法不能制各连续的纳米纤维。相分离过程是包括溶解、凝胶化、用不同的溶剂萃取、冷凝和干燥,最终得到纳米多孔泡沫。该方法要花很长时间才能使固体聚合物转化成纳米多孔泡沫。自组织是将已有的组分自发地组装成一种预想的图案和功能的一个过程。与相分离方法相似,自组装过程非常耗时。而电纺工艺是目前唯一能够直接、连续制备聚合物纳米纤维的方法【早在世纪初期,人们就已经知道使用静电力能够制造合成纤维。目前人们公认的有关静电纺丝的最早的文章是吭晟昵氲淖ɡ兰年代,垦芯苛嗽诰驳绯〉淖饔孟路乃恳核纬勺兜男巫础T谡庀罟ぷ中,从理论上和实验上均证明了当施加电场于液滴表面时,液滴表面曲率将逐渐改变,当电场到达一临界值时,液滴将变成锥形,其所形成的锥的角度为.,这个锥也被称为锥。然而静电纺丝技术的真正兴起始于年代,这个时期
年垂季≮“拶卜驳绶乃吭纤维㈦”人们对纳米纤维的貉芯客贫司驳绶乃考际醯姆⒄埂F裎V梗驳绶乃康研究主要集中在以下五个领域:基础璀论,应用;过程中的变量研究;模拟及模型研究:拄制体系设计。典型的静电纺丝装置如图甶所示,其主要分为:高压电源、喷丝装置、接收装置,其中喷丝装黄义可分为:贮渡装冠ǔNW⑸淦和电极装置ǔN尖端磨平的注射器针头讲糠帧R豢J迹厶ㄎ锶芤涸谥亓τ氡