本文關(guān)鍵詞：靜電紡絲法制備微納結(jié)構(gòu)超疏水纖維膜

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【摘要】：超疏水材料是指水滴和材料表面靜態(tài)接觸角大于150°,而滾動(dòng)接觸角小于10°的材料,應(yīng)用范圍包括自清潔、油水分離、防凍以及降低流體阻力等。材料的超疏水性能除了與它的表面自由能有關(guān)之外,還與其表面的微納米級(jí)別的粗糙結(jié)構(gòu)緊密相關(guān)。因此,調(diào)整材料表面的微納結(jié)構(gòu)可以影響材料的疏水性能。靜電紡絲是一種簡(jiǎn)單、有效的制備微米至納米纖維的紡絲技術(shù)。由于靜電紡絲可通過調(diào)控紡絲參數(shù)和條件制備表面形貌、纖維尺寸和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不同的纖維膜材料,因此可采用不同形貌的靜電紡絲產(chǎn)物結(jié)合來構(gòu)建具有微納米多級(jí)結(jié)構(gòu)的復(fù)合纖維膜材料(纖維與微球)。本論文選取氫化的聚(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)(SEBS)為聚合物材料,具體探究?jī)?nèi)容如下:(1)利用靜電紡絲法制備微納米多級(jí)結(jié)構(gòu)的SEBS纖維膜,通過控制纖維膜的表面形貌、尺寸和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)構(gòu)造不同的微納米多級(jí)結(jié)構(gòu),研究其對(duì)纖維膜疏水性能的影響。結(jié)果表明:微納結(jié)構(gòu)可以提高SEBS纖維膜的靜態(tài)接觸角,最高可以達(dá)到142°,但同時(shí)SEBS纖維膜的滾動(dòng)接觸角較大,因此超疏水性能一般。(2)研究SEBS纖維和SEBS微球所構(gòu)成復(fù)合結(jié)構(gòu)纖維膜的疏水性能。在SEBS纖維膜表面電噴一層SEBS微球,構(gòu)成一定的微納結(jié)構(gòu),研究微球的種類、微球的密度和微球的形貌對(duì)于復(fù)合纖維膜疏水性能的影響。結(jié)果表明:SEBS纖維和SEBS微球所構(gòu)造的復(fù)合纖維膜的靜態(tài)接觸角可以達(dá)到156°,滾動(dòng)接觸角可以低至8°。采用退火的方法固定復(fù)合微球/纖維膜,不但可保持其良好的超疏水性能,并且抗沖洗性能大幅提高,在連續(xù)沖洗200h后,其結(jié)構(gòu)和性能仍保持穩(wěn)定。(3)研究SEBS/SiO_2復(fù)合纖維膜的疏水性能。通過電紡制備SEBS/SiO_2復(fù)合纖維,研究SiO_2納米粒子在纖維膜表面的分布對(duì)于纖維膜疏水性能的影響;在SEBS纖維膜表面電噴一層SiO_2納米粒子,通過控制SiO_2納米粒子不同大小的團(tuán)聚體密度來構(gòu)造微納米多級(jí)結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明:無論是電紡SEBS/SiO_2還是電噴SiO_2納米粒子在SEBS纖維膜的表面,SiO_2納米粒子的引入大幅豐富了纖維膜的微納結(jié)構(gòu),均可以制備得到超疏水的復(fù)合纖維膜,其靜態(tài)接觸角大于150°,滾動(dòng)接觸角小于10°。
【關(guān)鍵詞】：超疏水 微納結(jié)構(gòu) 靜電紡絲 復(fù)合纖維膜
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ340.64;TB383.2
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-27
• 1.1 超疏水概述10-18
• 1.1.1 超疏水現(xiàn)象10-11
• 1.1.2 超疏水理論11-14
• 1.1.3 超疏水材料的應(yīng)用14-16
• 1.1.4 超疏水表面的制作技術(shù)16-18
• 1.2 靜電紡絲概述18-25
• 1.2.1 基本原理和裝置18-19
• 1.2.2 不同形貌、尺寸和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的靜電紡絲纖維膜19-24
• 1.2.3 靜電紡絲法制備超疏水表面24-25
• 1.3 本課題的研究?jī)?nèi)容和意義25-27
• 1.3.1 本研究的目的及意義25
• 1.3.2 本研究的主要內(nèi)容25-26
• 1.3.3 本研究的創(chuàng)新之處26-27
• 第二章 靜電紡絲制備SEBS纖維膜27-45
• 2.1 引言27-28
• 2.2 實(shí)驗(yàn)原料與儀器28
• 2.3 實(shí)驗(yàn)部分28-30
• 2.3.1 紡絲液的配制28-29
• 2.3.2 靜電紡絲29
• 2.3.3 流延法制備薄膜29
• 2.3.4 測(cè)試與表征29-30
• 2.4 結(jié)果與討論30-44
• 2.4.1 SEBS纖維膜的制備30-32
• 2.4.2 纖維表面孔洞對(duì)于纖維膜潤(rùn)濕性能的影響32-36
• 2.4.3 表面串珠對(duì)于纖維膜潤(rùn)濕性能的影響36-38
• 2.4.4 纖維直徑對(duì)于纖維膜潤(rùn)濕性能的影響38-40
• 2.4.5 纖維收集密度對(duì)于纖維膜潤(rùn)濕性能的影響40-42
• 2.4.6 收集方式對(duì)于纖維膜潤(rùn)濕性能的影響42-44
• 2.5 本章小結(jié)44-45
• 第三章 靜電紡絲制備SEBS纖維/微球復(fù)合纖維膜45-61
• 3.1 引言45-46
• 3.2 實(shí)驗(yàn)原料與儀器46-47
• 3.3 實(shí)驗(yàn)部分47-49
• 3.3.1 紡絲液的配制47
• 3.3.2 靜電紡絲制備SEBS纖維47
• 3.3.3 靜電噴涂制備SEBS微球47
• 3.3.4 測(cè)試與表征47-49
• 3.4 結(jié)果與討論49-60
• 3.4.1 微球的制備49-51
• 3.4.2 微球的密度對(duì)于復(fù)合纖維膜疏水性的影響51-53
• 3.4.3 微球的種類對(duì)于復(fù)合纖維膜疏水性的影響53-55
• 3.4.4 微球的形貌對(duì)于復(fù)合纖維膜疏水性的影響55-57
• 3.4.5 復(fù)合纖維膜的沖洗性能57-60
• 3.5 本章小結(jié)60-61
• 第四章 靜電紡絲制備SEBS/SiO_2復(fù)合纖維膜61-74
• 4.1 引言61-62
• 4.2 實(shí)驗(yàn)原料與儀器62
• 4.3 實(shí)驗(yàn)部分62-64
• 4.3.1 紡絲液的配制62-63
• 4.3.2 靜電紡絲制備SEBS纖維和SEBS/SiO_2復(fù)合纖維63
• 4.3.3 靜電噴涂制備SiO_2微球63
• 4.3.4 測(cè)試與表征63-64
• 4.4 結(jié)果與討論64-72
• 4.4.1 電紡制備SEBS/SiO_2復(fù)合纖維膜64-67
• 4.4.2 電噴制備SEBS/SiO_2復(fù)合纖維膜67-72
• 4.5 本章小結(jié)72-74
• 結(jié)論74-75
• 參考文獻(xiàn)75-83
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果83-84
• 致謝84-85
• 答辯委員會(huì)對(duì)論文的評(píng)定意見85

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