熔融静电纺丝制备pepp纤维的研究

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1、摘要溶液静电纺丝已是目前竟相研究的热点课题，但随着研究的深入，人们逐渐发现去除纤维中残余溶剂时，将涉及到对人身安全、环境保护以及生产效率等诸多不利问题。因此，探索一种既能有效制备超细纤维，又不对人类和环境产生危害的方法依然是意义深远的。熔融静电纺丝的原理类似于溶液静电纺丝，但它不需使用溶剂，是否可以通过控制其各种参数而制备超细纤维呢?这便是本文所要解决的问题。本文对聚丙烯(PP)进行了熔融静电纺丝研究，并采用液体石蜡作为稀释剂对PP、聚乙烯(PE)及其共混物进行了熔融静电纺丝研究，解析了烙融静电纺丝的过程及原理。借助于扫描

2、电子显微镜(SEM)、相差显微镜(PLM)、偏光显微镜(VOX4)和差示扫描量热仪(DSC)等测试手段，对纤维进行了表征；利用电子拉力机测试了单根纤维的力学性能：分析了熔融指数、电压、接收距离、熔体温度、接收速率以及PE／PP质量比等工艺参数对纤维直径、形貌以及PEIPP共混纤维中相分散程度的影响。研究结果表明，通过熔融静电纺丝成功地制得了直径为o．4～100um的PP超细纤维。系统和过程参数如聚合物的熔融指数、电压、熔体温度及接收距离等对纤维直径和形貌的影响，与溶液静电纺丝基本相同。对于PP和PE的熔融静电纺丝，接收速率

3、的增加有利于纤维直径的减小和形貌的改善，但过高的接收速率则会使得PP纤维彼此相互粘结；纤维直径随流量的增大而增大；PP和PE最适合的纺丝含量分别为30％和40％。对于PE／PP的熔融静电纺丝，纤维平均直径随着PP百分含量的增加有增大的趋势，纤维的直径分布先由窄变宽，再由宽变窄，纤维表面形貌先由光滑变为粗糙，再由粗糙变为光滑；接收速率和电压增加都有利于纤维平均直径减小、聚合物分子链取向、PE／PP相分散程度较好、纤维表面光滑且致密程度提高；但PP百分含量较大时，纤维之间又会随着接收速率的增加而出现粘结；当PP百分含量小于20

4、％时，PP对PE起增韧的作用，当PP百分含量大于70％时，PE对PP起到增韧的作用，结果使得纤维的韧性增强，结晶度增加，但断裂伸长减小，纤维结构更加致密；PP和PE质量相差不大时可能发生相分离使得力学性能有所降低。关键词：熔融静电纺丝，聚乙烯，聚丙烯，纤维，共混，相容性Abs打actSolutionelectrospinninghasnOWbecomearesearchfocusinacademia．However，inordertogetridofthesolvent，cleaningprocessing，environ

5、mentalsafety，andproductivitybecomenewproblemsinthepresentresearch．Sothereisapersistentdesiretoexploreanewmethodtoprepareultrafinefiberseffectivelywhileithasnoaffectsonthehealthofhumanbeingandenvironment．Meltelectrospinninghasthesameprimarytheoryasthatofsoltionelec

6、trospinninginmaltingultrafmefiberswhilelacksofsolvent．WhethermeltelectrospinningCanbeusedtOprepareultrafinefibersbycontrollingtheparameters?Itisthepurposeofthispaper．111thispaper，fibersofpolypropylene(PP)，polyethylene(PE)andtheirblendsarepreparedbymeltelectrospinn

7、ing．Theprocessoftheeiectrospirmingisanalyzedindetail．Scanelectronmicroscopy(SEM)，polarizingopticalmicroscopy(POM)，phasedifferentialmicroscopy(PDM)，differentialscanningcalorimetry(DSC)areusedtocharacterizethediametersandmorphologyoftheelectrospunfibers．Theeffectsof

8、variousmelt-electrospinningparameters，includingmeltflowindex(MFl)，voltage，capillary—collectionplatedistance，melttemperature，collectionspeedandPPcontent，