静电纺丝法制备聚酰亚胺纳米纤维及其表征

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1、第４２卷第５期化工新型材料Ｖｏｌ．４２Ｎｏ．５２０１４年５月ＮＥＷＣＨＥＭＩＣＡＬＭＡＴＥＲＩＡＬＳ·８１·静电纺丝法制备聚酰亚胺纳米纤维及其表征李学佳１，２＊１１王欣魏取福（１．江南大学生态纺织教育部重点实验室，无锡２１４１２２；２．南通大学杏林学院，南通２２６０１９）摘要通过两步法制备聚酰亚胺（ＰＩ）纳米纤维，利用均苯四甲酸二酐（ＰＭＤＡ）和４，４′－二胺基二苯醚（ＯＤＡ）合成聚酰亚胺酸（ＰＡＡ）纺丝液，采用高压静电纺丝技术制备ＰＡＡ纳米纤维，在高温下亚胺化获得ＰＭＤＡ－ＯＤＡ型ＰＩ纳米纤维，研究了溶液浓度、纺丝距离及纺丝电压对纤维形貌的影响，用扫描

2、电子显微镜（ＳＥＭ）对纤维形貌进行了表征。结果表明：当ＰＡＡ溶液浓度为２０ｗｔ％，纺丝距离为１８ｃｍ，纺丝电压为２０ｋＶ时得到的纤维形貌较好。同时利用红外光谱仪、热重分析仪对其化学结构和热稳定性也进行了表征。关键词聚酰亚胺，静电纺丝，纳米纤维，工艺参数Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆｐｏｌｙｉｍｉｄｅｎａｎｏｆｉｂｅｒｓｂｙｅｌｅｃｔｒｏｓｐｉｎｎｉｎｇ１，２１１ＬｉＸｕｅｊｉａＷａｎｇＸｉｎＷｅｉＱｕｆｕ（１．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＥｃｏ－ｔｅｘｔｉｌｅｓ，ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｊｉａｎｇｎａｎ

3、Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｗｕｘｉ２１４１２２；２．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＸｉｎｇｌｉｎ，ＮａｎｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｔｏｎｇ２２６０１９）ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｔｗｏ－ｓｔｅｐｐｒｏｃｅｓｓｒｐｒｅｐａｒｉｎｇｐｏｌｙｉｍｉｄｅｎａｎｏｆｉｂｅｒｗａｓｕｓｅｄ．Ｔｈｅｐｒｅｃｕｒｓｏｒｐｏｌｙａｍｉｃａｃｉｄ（ＰＡＡ）ｓｏｌｕｔｉｏｎｓｗｅｒｅｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄｆｒｏｍｐｙｒｏｍｅｌｌｉｔｉｃｄｉａｎｈｙｄｒｉｄｅ（ＰＭＤＡ）ａｎｄ４，４′－ｄｉａｍｉｎｏｄｉｐｈｅｎｙｌｅｔｈｅｒ（ＯＤＡ）ｂｙｃｏｐｏｌｙ－ｍｅｒ

4、ｉｚａｔｉｏｎｉｎｐｏｌａｒｓｏｌｖｅｎｔｄｉｍｅｔｈｙｌｆｏｒｍａｍｉｄｅ（ＤＭＦ），ａｎｄｔｈｅｎａｎｏｆｉｂｅｒｓｏｆＰＡＡｗｅｒｅｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｅｌｅｃｔｒｏ－ｓｐｉｎｎｉｎｇ．Ｔｈｅｐｏｌｙｉｍｉｄｅｎａｎｏｆｉｂｅｒｓｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｒｍａｌｉｍｉｄｉｚａｉｏｎｒｅａｃｔｉｏｎｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｈｅｒｍａｌｉｍｉｄｉｚａｔｉｏｎｔｉｍｅ．Ｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｓｏｌｕｔｉｏｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ，ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃｖｏｌｔａｇｅａｎｄｃｏｌｌｅｃｔｉ

5、ｏｎｄｉｓｔａｎｃｅｗｅｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．ＴｈｅｎｔｈｅＰＩｎａｎｏ－ｆｉｂｅｒｓｗｅｒｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄｂｙｓｃａｎｎｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ（ＳＥＭ）．ＳＥＭｉｍａｇｅｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｒｅａｓｏｎａｂｌｅｐｒｏｃｅｓｓｐａｒａｍｅ－ｔｅｒｓｗｅｒｅ２０ｗｔ％（ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ），１８ｃｍ（ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎｄｉｓｔａｎｃｅ），ａｎｄ２０ｋＶ（ｖｏｌｔａｇｅ）．Ｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔｌｙ，ｔｈｅｃｈｅｍｉｃａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗｅｒｅｔｅｓｔｅｄｂｙｆｏｕｒｉｅｒｔｒａｎｓｆｏｒｍｉｎｆｒａｒｅ

6、ｄｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｅ（ＦＴ－ＩＲ），ａｎｄｔｈｅｔｈｅｒｍａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｆｉｂｅｒｓｗｅｒｅｔｅｓｔｅｄｂｙｔｈｅｒｍａｌｇｒａｖｉｍｅｔｒｙａｎａｌｙｓｉｓ（ＴＧＡ）．Ｋｅｙｗｏｒｄｓｐｏｌｙｉｍｉｄｅ，ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃｓｐｉｎｎｉｎｇ，ｎａｎｏｆｉｂｅｒ，ｐｒｏｃｅｓｓｐａｒａｍｅｔｅｒ聚酰亚胺因其具有出色的热稳定性和高的机械性能，以有限公司；４，４’－二氨基二苯醚（ＯＤＡ，化学纯ＣＰ），国药集团及良好的耐化学性和电性能而被广泛研究。人们一直致力于化学试剂有限公司；Ｎ，Ｎ－二甲基甲酰胺（ＤＭＦ），国药集团化将高性能的聚酰

7、亚胺应用于某些特定领域，例如，可以使用聚学试剂有限公司。酰亚胺作为一个关键组件的面罩，以防火灾；可以用作允许空１．２聚酰胺酸的合成气经过但排除灰尘或有害气体的薄膜材料；或用于其他对过在１０℃以下，按照二酐／二胺等摩尔比例称重，先将二胺滤和分离要求较高的领域。静电纺丝技术已经被证明是一个加入到２５０ｍＬ的三口瓶中，加入适量ＤＭＦ，使反应完成后的可行的和低成本的生产纳米纤维膜的方式，使纤维膜有许多固含量为１６％（ｗｔ％，质量分数，下同），１８％，２０％和２２％，通独特的性能，相对于传统技术制备的非织造膜，其巨大的比表入氮气进行保护，二胺全溶解后，将二酐分多次

8、逐步加入到溶［１－２］。面积和容积率可能会使材料具有更好的分离效率液中，同时搅拌