静电纺丝PET/PVA复合纳米纤维膜的制备及性能研究
聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是应用领域广泛的高分子材料，它具备良好的物理机械性能，耐酸碱、耐疲劳性及尺寸稳定性，但气体渗透性、吸湿性及抗污性能差，使得PET在纤维膜材料的应用受到限制，聚乙烯醇(PVA)拥有很好的化学稳定性，生物相容性及可降解性，亲水性优良。本文用PVA对PET进行改性，使用静电纺丝技术及经过戊二醛蒸汽的改性处理，经测试表征证明成功制备了力学性能及热稳定性良好，亲水性能优异的PET/PVA纳米纤维复合膜，实验操作简单，产量相对较大，改善了PET膜的亲水性、抗污性及再生利用，实现两种聚合物优势互补，在过滤介质材料、膜分离技术等领域有很好的应用前景。
为制备纳米复合纤维膜做参考，本文首先探索研究了聚乙烯醇纺丝溶液可纺性及戊二醛蒸汽交联处理PVA纳米纤维膜最佳条件。之后采用静电纺丝技术制备PET/PVA纳米复合纤维，对两种聚合物混合溶液可纺性进行了研究，在三氟乙酸溶剂下，静电纺丝法制备的纤维膜形貌良好，水接触角测试结果显示纤维膜表现疏水性，经红外光谱及XPS能谱分析，说明三氟乙酸溶剂与PVA反应。
使用六氟异丙醇溶剂，静电纺丝制备不同配比的复合纤维膜，扫描电子显微镜下观察发现PET/PVA质量比20/1，提供外加电压24kV，纺丝液推进速度为0.001mm/s，喷头与极板之间纤维接收距离为15cm的纺丝条件下，复合膜纤维形貌好，由大量粗细纤维组成，使用专业图像分析软件Image-ProPlus6.0测得直径分布主要有两处100-300nm及1200-1500nm。红外光谱分析及热分析结果表明复合膜由两种聚合物组成，膜热稳定性稍有降低，水接触角测试显示复合膜对水接触角近似为0，亲水性优异，拉伸测试结果说明复合膜力学性能较纯PET膜显著提高。
继而使用戊二醛蒸汽交联处理静电纺丝PET/PVA纳米纤维复合膜10h。SEM下观察交联后纤维，发现形貌未被破坏，DSC/TG测试结果表明复合膜交联成功，且热稳定提高，水接触角测试及水通量测试说明交联复合膜保持了优异的亲水性，拉伸测试结果说明复合膜力学性能得到提高。
静电纺丝;复合纳米纤维;聚对苯二甲酸乙二醇酯;聚乙烯醇;亲水性能
北京化工大学
硕士
材料科学与工程
付志峰
2012
中文
TS104.76;TS102.524
77
2012-11-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）