1. 研究目的与意义
纤维素是世界上十分富裕的生物聚合物的资源,由于丰富性、可再生性以及生物相容性和可降解性,纤维素是最有规模前景的资源。
然而,纤维素分子氢键大量的存在,使得纤维素较难溶于普通溶剂,导致纤维素的应用具有局限性。
静电纺丝是一种新型纺丝技术,由于其非织造膜具有巨大表面积和较大表面能,因此可用于过滤、生物药物、防护服、传感器等领域中。
2. 国内外研究现状分析
国内外研究了很多纤维素纤维制备新技术,如增塑熔融纺丝法、高浓度纤维素/离子液体溶液纺丝、溶液溶喷法制备纤维素纳微纤维、静电纺丝制作超细纤维等。
这些方法都各有各的优缺点,本课题将焦点集中在静电纺丝上。
国内外的相关专家对静电纺丝做了大量研究:viswanathan等报道了以bmimcl 离子液体为溶剂的纤维素的静电纺丝研究,但效果并不理想,纤维粗细不均匀,直径大都在1~15 lm之间,且纤维间粘连严重。
3. 研究的基本内容与计划
主要研究内容:以纤维素为原料,将纤维素溶解于碱性溶液,研究溶液静电纺丝工艺及纺丝性能 ,为实现静电纺丝工艺在获得高性能纺丝和纤维素高值化应用方面提供理论基础和实践依据。具体研究内容:1,制备基于LiOH的纤维素碱性溶液 ;2,纤维素溶液纺丝参数的研究 ;3,纺丝性质的研究,包括纺丝尺寸、力学性能、导电性、化学性质等具体要求。实验方案拟定:预备实验:在正式实验前,进行预实验,确定纤维素溶液的配置、纺丝参数等参数,而后进行正式实验研究。纤维素的溶解:将纤维素在-20℃条件下溶解于LiOH/PEG溶液中。静电纺丝:聚合物溶液在强电场中进行喷射纺丝。在电场作用下,针头处的液滴会由球形变为圆锥形,并从圆锥尖端延展得到纤维细丝。纺丝性质的研究 :观察纺丝液的表征,并通过其他仪器和实验确定纺丝的物理、化学性质。结果分析:研究低温溶解体系对于静电纺丝工艺的影响。包括纺丝的性质、PEG的分子量、溶液的浓度等。
4. 研究创新点
本课题的研究中溶解体系不借助导电型高分子的参与,就获得具有良好力学性能和导电性能纤维素纤维 ,并应用在相应的领域。
