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静电纺丝膜易碎的原理有哪些?怎么处理
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静电纺丝膜易碎的原理有哪些?怎么处理

  • 来源:原创
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  • 日期:2021-08-10 20:04

【概要描述】

静电纺丝膜易碎的原理有哪些?怎么处理

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  • 分类:解决方案
  • 作者:轻子纳米科技
  • 来源:原创
  • 发布时间:2021-08-10 20:04
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静电纺丝膜容易碎的原因有很多,其中包括材料种类、分子量、环境参数等原因。以下为提高膜强度的措施。

 

1 以乙醇和甘油对静电纺丝素纤维膜进行后处理

在《后处理对静电纺丝素纤维膜性能的影响》一文中,作者提及:静电纺丝素纤维膜在制备过程中,需要后处理以保持纤维的形状及提升纤维膜的性能。作者研究以乙醇和甘油对静电纺丝素纤维膜进行后处理,并通过SEM、FTIR、XRD、TGA等表征手段系统研究了不同后处理条件对静电纺丝素纤维膜的结构及性能的影响,并分析及探讨了其影响机制。结果表明:仅用75%(体积分数)乙醇后处理可使丝素蛋白分子β折叠含量增大,纤维膜断裂强度显著增强;仅用甘油后处理可使丝素蛋白分子链无规卷曲度提高,纤维膜的断裂伸长率显著提高,亲水性大大增强;而用75%乙醇结合不同浓度的甘油对静电纺丝素纤维膜进行后处理可调控其力学性能,使其更能满足在不同领域的应用需求。

 

2 纤维膜中引入交联电

在《结构增强的静电纺丝环境净化膜的结构设计与制备》一文中研究者分别通过在有机和无机纤维膜中引入交联点的方式提高纤维膜的机械强度。

 

(1)对于有机纤维膜的交联,使用静电纺丝与静电喷雾相结合的方式,在聚丙烯腈静电纺丝纤维内部均匀地引入聚己内酯静电喷雾颗粒,随后对纤维膜进行热处理,以促进聚己内酯颗粒的熔融,使其成为连接纤维的交联点,减少纤维的滑移,提高纤维膜的机械强度。同时结合水滑石层板带电易对细颗粒物进行静电吸附的特性,将水滑石作为驻极体掺入静电纺丝纤维内,通过提高纤维膜强度可将纤维膜应用在高压高风速环境下的细颗粒物的净化。

 

(2)对于无机纤维膜的交联,在尝试热处理熔融交联、溶剂挥发不完全而交联等交联方式后,通过滴加水解液二次煅烧交联的方式实现了对无机二氧化硅纤维的交联,通过在纤维中引入交联点,限制了纤维滑移,提高了纤维膜的机械强度。

 

3 热压后处理

增强复合静电纺纳米纤维膜:但由于纤维太细,且纤维间没有有效的粘结,其强度较低,严重限制了它的应用。本文采用高/低熔点热熔性的两种高聚物进行混合静电纺丝,制备了聚丙烯腈/聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PAN/PVDF-HFP)、聚偏氟乙烯/聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF/PVDF-HFP)复合纳米纤维膜,并通过110℃、3MPa、5min的热压后处理,使PVDF-HFP部分熔融,制得具有点粘结的增强复合纳米纤维膜。测试结果显示,较处理前,增强PAN/PVDF-HFP、PVDF/PVDF-HFP复合纳米纤维膜的拉伸断裂强度分别提高了923.1%和665.7%,达到17.8MPa和26.9MPa,且同时保留了优良的孔隙率与透气性能。

 

4 退火热处理、掺杂纳米金刚石粒子、HNT作为纳米增强填料

在武汉工程大学的一项研究当中,研究者考察了退火热处理条件对聚电解质复合物(PEC)对力学性能的影响。拉伸性能测试表明,90°C退火处理使杨氏模量和拉伸强度分别提高1.3倍和1.1倍。

 

其次,我们通过在水溶性聚合物中掺杂纳米金刚石粒子增强其力学性能。得出纳米金刚石在水溶性聚合物纳米纤维增强方面具有良好的应用潜能的结论。

 

最后,该研究团队探究了HNT作为纳米增强填料,发现其可用于改善PLA纳米纤维的力学性能,具有潜在的应用前景。

 

 

 

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