pvdf及pvdfpan电纺纤维及其后处理的研究.doc

材料学专业毕业论文 [精品论文] PVDF及PVDF/PAN电纺纤维及其后处理的研究关键词：高分子链缠结 电纺纤维 微观形貌 电纺溶液 缠结程度 超细纤维 聚合物体系摘要：聚合物电纺纤维的微观形貌与电纺溶液的性质尤其是体系中大分子链的缠结程度密切相关的，分子链间的缠结作用有利于形成较为完善的超细纤维双组分聚合物体系的电纺过程中，由于两相粘度不同会发生相分离，使得电纺喷射细流中粘度低的聚合物相易于向外层迁移，而粘度高的聚合物相则向内芯迁移，从而形成具有芯/壳(Core/Sheath)结构或双连续相(Co-continuous)结构的超细纤维具有上述特殊结构的电纺膜在生物医用和高效过滤膜等方面具有更加优越的应用前景 本文以聚偏氟乙烯(PVDF)溶液及其与聚丙烯腈(PAN)共混溶液为研究体系，从聚合物溶液粘度入手分析PVDF和PVDF与PAN大分子链的缠结作用，由此讨论溶液浓度、相对分子质量、溶剂组成及PVDF/PAN质量比对所形成的超细纤维形貌的影响扫描电镜结果表明，PVDF溶液浓度越大，纤维形貌越好，提高PVDF相对分子质量以及加入挥发性强的溶剂都能使纤维形貌得到改善加入PAN组分使得溶液粘度增加，相同溶液浓度下PVDF/PAN(质量比为75：25，以PVDF75/PAN25表示)电纺纤维形貌优于PVDF单组分。

PVDF75/PAN25体系电纺后形成了芯/壳结构与双连续相结构的超细纤维，总体来说PAN集中在超细纤维的芯部，而PVDF主要分布在超细纤维的外表层随着溶液放置时间的延长，电纺所形成超细纤维的芯/壳结构更加完善；增大双组分中PAN相的含量，由于体系粘度增大，相分离发生困难，很难形成完善的芯/壳结构超细纤维 电纺纤维无序排列，纤维直径小，膜的孔隙率大，一般来讲力学性能较差故本文采用纤维定向排列和热压后处理的方法提高了PVDF75/PAN25双组分电纺纤维膜的拉伸强度热压后纤维膜变得致密，电解液渗入困难，孔隙率、吸液率均减小随着热压温度的升高，膜的杨氏模量、拉伸强度上升，断裂伸长率下降，而且膜中PVDF相的结晶度减小取向电纺膜在平行于纤维取向的方向上拉伸其杨氏模量和拉伸强度都高于未取向电纺膜，断裂伸长率低于未取向电纺膜；135℃热压后对电纺膜沿平行于纤维取向方向拉伸，其拉伸强度为55.1±3.7MPa在垂直于纤维取向方向上拉伸，杨氏模量和拉伸强度都低于未取向电纺膜，断裂伸长率高于未取向电纺膜正文内容 聚合物电纺纤维的微观形貌与电纺溶液的性质尤其是体系中大分子链的缠结程度密切相关的，分子链间的缠结作用有利于形成较为完善的超细纤维。

双组分聚合物体系的电纺过程中，由于两相粘度不同会发生相分离，使得电纺喷射细流中粘度低的聚合物相易于向外层迁移，而粘度高的聚合物相则向内芯迁移，从而形成具有芯/壳(Core/Sheath)结构或双连续相(Co-continuous)结构的超细纤维具有上述特殊结构的电纺膜在生物医用和高效过滤膜等方面具有更加优越的应用前景 本文以聚偏氟乙烯(PVDF)溶液及其与聚丙烯腈(PAN)共混溶液为研究体系，从聚合物溶液粘度入手分析PVDF和PVDF与PAN大分子链的缠结作用，由此讨论溶液浓度、相对分子质量、溶剂组成及PVDF/PAN质量比对所形成的超细纤维形貌的影响扫描电镜结果表明，PVDF溶液浓度越大，纤维形貌越好，提高PVDF相对分子质量以及加入挥发性强的溶剂都能使纤维形貌得到改善加入PAN组分使得溶液粘度增加，相同溶液浓度下PVDF/PAN(质量比为75：25，以PVDF75/PAN25表示)电纺纤维形貌优于PVDF单组分PVDF75/PAN25体系电纺后形成了芯/壳结构与双连续相结构的超细纤维，总体来说PAN集中在超细纤维的芯部，而PVDF主要分布在超细纤维的外表层随着溶液放置时间的延长，电纺所形成超细纤维的芯/壳结构更加完善；增大双组分中PAN相的含量，由于体系粘度增大，相分离发生困难，很难形成完善的芯/壳结构超细纤维。

电纺纤维无序排列，纤维直径小，膜的孔隙率大，一般来讲力学性能较差故本文采用纤维定向排列和热压后处理的方法提高了PVDF75/PAN25双组分电纺纤维膜的拉伸强度热压后纤维膜变得致密，电解液渗入困难，孔隙率、吸液率均减小随着热压温度的升高，膜的杨氏模量、拉伸强度上升，断裂伸长率下降，而且膜中PVDF相的结晶度减小取向电纺膜在平行于纤维取向的方向上拉伸其杨氏模量和拉伸强度都高于未取向电纺膜，断裂伸长率低于未取向电纺膜；135℃热压后对电纺膜沿平行于纤维取向方向拉伸，其拉伸强度为55.1±3.7MPa在垂直于纤维取向方向上拉伸，杨氏模量和拉伸强度都低于未取向电纺膜，断裂伸长率高于未取向电纺膜聚合物电纺纤维的微观形貌与电纺溶液的性质尤其是体系中大分子链的缠结程度密切相关的，分子链间的缠结作用有利于形成较为完善的超细纤维双组分聚合物体系的电纺过程中，由于两相粘度不同会发生相分离，使得电纺喷射细流中粘度低的聚合物相易于向外层迁移，而粘度高的聚合物相则向内芯迁移，从而形成具有芯/壳(Core/Sheath)结构或双连续相(Co-continuous)结构的超细纤维具有上述特殊结构的电纺膜在生物医用和高效过滤膜等方面具有更加优越的应用前景。

本文以聚偏氟乙烯(PVDF)溶液及其与聚丙烯腈(PAN)共混溶液为研究体系，从聚合物溶液粘度入手分析PVDF和PVDF与PAN大分子链的缠结作用，由此讨论溶液浓度、相对分子质量、溶剂组成及PVDF/PAN质量比对所形成的超细纤维形貌的影响扫描电镜结果表明，PVDF溶液浓度越大，纤维形貌越好，提高PVDF相对分子质量以及加入挥发性强的溶剂都能使纤维形貌得到改善加入PAN组分使得溶液粘度增加，相同溶液浓度下PVDF/PAN(质量比为75：25，以PVDF75/PAN25表示)电纺纤维形貌优于PVDF单组分PVDF75/PAN25体系电纺后形成了芯/壳结构与双连续相结构的超细纤维，总体来说PAN集中在超细纤维的芯部，而PVDF主要分布在超细纤维的外表层随着溶液放置时间的延长，电纺所形成超细纤维的芯/壳结构更加完善；增大双组分中PAN相的含量，由于体系粘度增大，相分离发生困难，很难形成完善的芯/壳结构超细纤维 电纺纤维无序排列，纤维直径小，膜的孔隙率大，一般来讲力学性能较差故本文采用纤维定向排列和热压后处理的方法提高了PVDF75/PAN25双组分电纺纤维膜的拉伸强度热压后纤维膜变得致密，电解液渗入困难，孔隙率、吸液率均减小。

随着热压温度的升高，膜的杨氏模量、拉伸强度上升，断裂伸长率下降，而且膜中PVDF相的结晶度减小取向电纺膜在平行于纤维取向的方向上拉伸其杨氏模量和拉伸强度都高于未取向电纺膜，断裂伸长率低于未取向电纺膜；135℃热压后对电纺膜沿平行于纤维取向方向拉伸，其拉伸强度为55.1±3.7MPa在垂直于纤维取向方向上拉伸，杨氏模量和拉伸强度都低于未取向电纺膜，断裂伸长率高于未取向电纺膜聚合物电纺纤维的微观形貌与电纺溶液的性质尤其是体系中大分子链的缠结程度密切相关的，分子链间的缠结作用有利于形成较为完善的超细纤维双组分聚合物体系的电纺过程中，由于两相粘度不同会发生相分离，使得电纺喷射细流中粘度低的聚合物相易于向外层迁移，而粘度高的聚合物相则向内芯迁移，从而形成具有芯/壳(Core/Sheath)结构或双连续相(Co-continuous)结构的超细纤维具有上述特殊结构的电纺膜在生物医用和高效过滤膜等方面具有更加优越的应用前景 本文以聚偏氟乙烯(PVDF)溶液及其与聚丙烯腈(PAN)共混溶液为研究体系，从聚合物溶液粘度入手分析PVDF和PVDF与PAN大分子链的缠结作用，由此讨论溶液浓度、相对分子质量、溶剂组成及PVDF/PAN质量比对所形成的超细纤维形貌的影响。

扫描电镜结果表明，PVDF溶液浓度越大，纤维形貌越好，提高PVDF相对分子质量以及加入挥发性强的溶剂都能使纤维形貌得到改善加入PAN组分使得溶液粘度增加，相同溶液浓度下PVDF/PAN(质量比为75：25，以PVDF75/PAN25表示)电纺纤维形貌优于PVDF单组分PVDF75/PAN25体系电纺后形成了芯/壳结构与双连续相结构的超细纤维，总体来说PAN集中在超细纤维的芯部，而PVDF主要分布在超细纤维的外表层随着溶液放置时间的延长，电纺所形成超细纤维的芯/壳结构更加完善；增大双组分中PAN相的含量，由于体系粘度增大，相分离发生困难，很难形成完善的芯/壳结构超细纤维 电纺纤维无序排列，纤维直径小，膜的孔隙率大，一般来讲力学性能较差故本文采用纤维定向排列和热压后处理的方法提高了PVDF75/PAN25双组分电纺纤维膜的拉伸强度热压后纤维膜变得致密，电解液渗入困难，孔隙率、吸液率均减小随着热压温度的升高，膜的杨氏模量、拉伸强度上升，断裂伸长率下降，而且膜中PVDF相的结晶度减小取向电纺膜在平行于纤维取向的方向上拉伸其杨氏模量和拉伸强度都高于未取向电纺膜，断裂伸长率低于未取向电纺膜；135℃热压后对电纺膜沿平行于纤维取向方向拉伸，其拉伸强度为55.1±3.7MPa。

在垂直于纤维取向方向上拉伸，杨氏模量和拉伸强度都低于未取向电纺膜，断裂伸长率高于未取向电纺膜聚合物电纺纤维的微观形貌与电纺溶液的性质尤其是体系中大分子链的缠结程度密切相关的，分子链间的缠结作用有利于形成较为完善的超细纤维双组分聚合物体系的电纺过程中，由于两相粘度不同会发生相分离，使得电纺喷射细流中粘度低的聚合物相易于向外层迁移，而粘度高的聚合物相则向内芯迁移，从而形成具有芯/壳(Core/Sheath)结构或双连续相(Co-continuous)结构的超细纤维具有上述特殊结构的电纺膜在生物医用和高效过滤膜等方面具有更加优越的应用前景 本文以聚偏氟乙烯(PVDF)溶液及其与聚丙烯腈(PAN)共混溶液为研究体系，从聚合物溶液粘度入手分析PVDF和PVDF与PAN大分子链的缠结作用，由此讨论溶液浓度、相对分子质量、溶剂组成及PVDF/PAN质量比对所形成的超细纤维形貌的影响扫描电镜结果表明，PVDF溶液浓度越大，纤维形貌越好，提高PVDF相对分子质量以及加入挥发性强的溶剂都能使纤维形貌得到改善加入PAN组分使得溶液粘度增加，相同溶液浓度下PVDF/PAN(质量比为75：25，以PVDF75/PAN25表示)电纺纤维形貌优于PVDF单组分。

PVDF75/PAN25体系电纺后形成了芯/壳结构与双连续相结构的超细纤维，总体来说PAN集中在超细纤维的芯部，而PVDF主要分布在超细纤维的外表层随着溶液放置时间的延长，电纺所形成超细纤维的芯/壳结构更加完善；增大双组分中PAN相的含量，由于体系粘度增大，相分离发生困难，很难形成完善的芯/壳结构超细纤维 电纺纤维无序排列，纤维直径小，膜的孔隙率大，一般来讲力学性能较差故本文采用纤维定向排列和热压后处理的方法提高了PVDF75/PAN25双组分电纺纤维膜的拉伸强度热压后纤维膜变得致密，电解液渗入困难，孔隙率、吸液率均减小随着热压温度的升高，膜的杨氏模量、拉伸强度上升，断裂伸长率下降，而且膜中PVDF相的结晶度减小取向电纺膜在平行于纤维取向的方向上拉伸其杨氏模量和拉伸强度都高于未取向电纺膜，断裂伸长率低于未取向电纺膜；135℃热压后对电纺膜沿平行于纤维取向方向拉伸，其拉伸强度为55.1±3.7MPa在垂直于纤维取向方向上拉伸，杨氏模量和拉伸强度都低于未取向电纺膜，断裂伸长率高于未取向电纺膜聚合物电纺纤维的微观形貌与电纺溶液的性质尤其是体系中大分子链的缠结程度密切相关的，分子链间的缠结作用有利于形成较为完善的超细纤维。

双组分聚合物体系的电纺过程中，由于两相粘度不同会发生相分离，使得电纺喷射细流中粘度低的聚合物相易于向外层迁移，而粘度高的聚合物相则向内芯迁移，从而形成具有芯/壳(Core/Shea。