静电纺丝制备聚酰亚胺/银纳米复合纤维

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本文采用聚酰胺酸(PAA)/银盐混和树脂溶液进行静电纺丝,制备了聚酰亚胺/银(PI/Ag)纳米复合纤维,讨论了溶剂的选择、PAA固含量、不同的银盐溶液、固化、银含量等条件对静电纺丝过程及所得纤维的影响,表征了不同树脂溶液的粘度、电导率,并采用傅立叶红外光谱(FTIR)、X射线衍射光谱(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、万能材料试验机对所得复合纤维以及纤维中的银粒子进行了表征。通过采用不同的溶剂,比较了静电纺丝的可行性,发现N,N-二甲基甲酰胺(DMF)比N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)更适合做静电纺丝所需混和树脂溶液的溶剂。当PAA固含量由8%增加到14%,PAA溶液的表观粘度由700mPa·s增大到4200mPa·s,当PAA固含量为10%和12%时,得到的PI纤维直径均匀液滴少。通过SEM照片比较发现,PAA/AgTFA溶液制得的纤维与PAA/AgNO3溶液制得的纤维相比,直径更均匀,液滴更少,纤维之间粘连也更少。选取PAA固含量为10%,注射器针头为6.5#针头(针头内径6.5mm),纺丝电压为15kV,接收距离为10cm,溶液流速为0.2ml/h,固化到300℃后3小时取出,当银含量分别为0 wt.%,1 wt.%,2 wt.%,7 wt.%时,复合纤维的平均直径分别为200nm,190nm,180nm和60nm,银粒子的平均直径分别为0nm,10nm,12nm,14~20nm。银粒子的晶体结构为面心立方结构。当银含量不超过2 wt.%时,以金属转鼓为接收器制得的PI/Ag平行纤维的最大拉伸应力为5~9MPa。
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