聚酰亞胺（PI）是一種熱穩(wěn)定性突出,綜合性能優(yōu)異的的高分子聚合物,在日常生活、工業(yè)生產(chǎn)、國防航天等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用[1]。靜電紡絲技術(shù)能夠制備出連續(xù)的納米級(jí)纖維,操作工藝方便,制備原料十分多樣[2]。利用靜電紡絲法制備PI纖維薄膜（微觀結(jié)構(gòu)為納米級(jí)纖維,宏觀結(jié)構(gòu)為薄膜）可以極大的提高PI薄膜的比表面積及吸液率,但由于纖維之間散搭在一起,所以力學(xué)性能極大降低,應(yīng)用受到限制,如何提升其力學(xué)性能是目前遇到的難題。金屬有機(jī)骨架材料（MOFs）是目前十分熱門的多孔材料[3],相較于傳統(tǒng)多孔材料,它的比表面積更大,孔隙率更高,在氣體分離[4]、催化和提純等方面有獨(dú)特應(yīng)用,并且由于其兼有有機(jī)材料和無機(jī)材料的特性,常作為添加劑制備復(fù)合材料。通過引入MOFs,改善纖維松散的連接狀態(tài),提升PI纖維薄膜的綜合性能。主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下:（1）以均苯四甲酸二酐（PMDA）、4,4’-二氨基二苯醚（ODA）為原料,利用靜電紡絲法制備PI納米纖維薄膜（微觀結(jié)構(gòu)為纖維,宏觀結(jié)構(gòu)為薄膜）。探究溶劑、固含量和靜電紡絲工藝參數(shù)對(duì)纖維形貌的影響。通過改變工藝參數(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)纖維形貌的調(diào)控。（2）在靜電紡絲工藝下,探究PI... 

【文章來源】：中北大學(xué)山西省

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

酰亞胺化的反應(yīng)方程式Figure2-2Imidizationreactionequation

中北大學(xué)學(xué)位論文PAA分子鏈[61]。固含量增加，溶劑的含量就較少，分子鏈之間距離減小，纏繞程度增加。選擇不同固含量的PAA溶液進(jìn)行紡絲，其它工藝參數(shù)統(tǒng)一為：電壓為20kV，紡絲距離16cm，噴絲速率0.8mL/h，接收輥旋轉(zhuǎn)速度為200r/min。對(duì)得到的PAA纖維薄膜熱酰亞胺化處理，得到PI纖維薄膜。圖2-3是不同固含量下靜電紡絲制備的PI纖維薄膜表面3000倍SEM圖像。圖（a）、（b）、（c）、（d）分別對(duì)應(yīng)PAA固含量為8%、12%、16%、20%。從圖2.3（b）、（c）、（d）中可以明顯的看出，PI纖維的平均直徑隨著固含量的增加而增大。隨著PAA溶液固含量增大，纖維中的串珠結(jié)構(gòu)明顯減少，PAA固含量為16%和20%的纖維形態(tài)較好，幾乎沒有珠狀物產(chǎn)生。圖2-3不同固含量下PI纖維SEM圖Figure2-3SEMimagesofPIfibersatdifferentsolidcontentsPAA中含有極性基團(tuán)（-COOH）和非極性基團(tuán)（-CH），符合Gibbs表面張力類型2特點(diǎn)，即PAA溶液表面的張力隨著溶液固含量（濃度）的增加而降低。靜電紡絲過程20%12%(a)(b)(c)16%(d)8%13

中北大學(xué)學(xué)位論文結(jié)合表2-4和圖2-5顯示，當(dāng)電壓由16kV升高到22kV時(shí)，靜電紡絲得到的纖維平均直徑逐漸減小，由875nm減小到610nm，說明在本實(shí)驗(yàn)條件下，電壓增大對(duì)纖維的拉伸作用起主導(dǎo)作用，對(duì)纖維的加速作用不明顯，從而使得纖維直徑減校在紡絲電壓20kV和22kV時(shí)，纖維直徑分布離散程度較大，標(biāo)準(zhǔn)差分別為63nm和96nm，說明電壓升高，納米纖維膜直徑均一度降低。在實(shí)驗(yàn)過程中也發(fā)現(xiàn)，電壓較高時(shí)，紡絲大幅度上下擺動(dòng)導(dǎo)致沾到靜電紡絲機(jī)的頂部和四周，影響最終纖維的收集。這是由于電壓升高，紡絲受到的牽引力增大，擺動(dòng)不穩(wěn)定性增強(qiáng)。因此，在本實(shí)驗(yàn)室條件下，紡絲電壓的升高會(huì)導(dǎo)致靜電紡絲制備的納米纖維直徑變細(xì)，并且增加纖維直徑分布離散程度。圖2-4不同電壓下PI纖維SEM圖Figure2-4SEMimagesofPIfibersatdifferentvoltages16kV22kV20kV18kV(a)(c)(d)(b)15

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[5]可交聯(lián)聚酰亞胺和含MOF的混合基質(zhì)膜制備及氣體分離性能研究[D]. 王偉婷.吉林大學(xué) 2019
[6]激光碳化聚酰亞胺制備多級(jí)結(jié)構(gòu)碳陣列及其在壓阻傳感中的應(yīng)用研究[D]. 段曉爽.蘇州大學(xué) 2019
[7]超支化聚酰亞胺的合成與氣體分離性能研究[D]. 袁曉旭.天津理工大學(xué) 2019
[8]微乳液滴模板法構(gòu)筑聚酰亞胺多孔復(fù)合薄膜及其性能研究[D]. 徐樂.哈爾濱理工大學(xué) 2019
[9]聚酰亞胺前驅(qū)體水凝膠的制備與表征[D]. 鄭帥.哈爾濱理工大學(xué) 2019
[10]多級(jí)孔密胺與催化膜的制備和CO2催化性能研究[D]. 張?zhí)扃?天津工業(yè)大學(xué) 2019



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