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1、合成纖維工業(yè),2010,33(4):24研究與開發(fā)CHINASYNTHETICFIBERINDUSTRY靜電紡絲制備MWNTs/PVA/PEO復(fù)合超細(xì)纖維馬彥龍王帥衛(wèi)英慧郭有軍張凱麗(太原理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,山西太原030024)摘要:采用硝酸對(duì)多壁碳納米管(MWNTs)進(jìn)行純化處理,利用表面活性劑十二烷基磺酸鈉(SDS)或聚乙烯醇(PVA)對(duì)純化后的MWNTs進(jìn)行了表面修飾,將修飾后的MWNTs添加到PVA和聚氧化乙烯(PEO)共混水溶液中,通過(guò)靜電紡絲制備了MWNTs/PVA/PEO復(fù)合
2、超細(xì)纖維。結(jié)果表明:PVA修飾的MWNTs比SDS修飾的MWNTs在PVA/PEO紡絲液中有更好的分散穩(wěn)定性。隨MWNTs添加量的增加,纖維的平均直徑減小;當(dāng)添加PVA修飾的MWNTs質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.53%時(shí),纖維平均直徑達(dá)368nm,且纖維表面光滑、分布均勻。關(guān)鍵詞:多壁碳納米管靜電紡絲聚乙烯醇聚氧化乙烯表面修飾中圖分類號(hào):TQ342.49文獻(xiàn)識(shí)別碼:A文章編號(hào):10010041(2010)04002404靜電紡絲技術(shù)是一種制備納米及亞微米級(jí)纖司產(chǎn);PVA:聚合度170050,醇解度99%,
3、天津[1]維的簡(jiǎn)單而高效的方法。目前已有幾十種合市風(fēng)船化學(xué)試劑科技有限公司產(chǎn);PEO:相對(duì)分子5成高分子材料采用靜電紡絲技術(shù)制備出微米和納質(zhì)量510,上海聯(lián)勝化工有限公司產(chǎn)。[2-3]米纖維。近年來(lái),人們開始關(guān)注復(fù)合納米纖1.2MWNTs的純化及分散維的制備工作。將聚合物與聚合物復(fù)合或聚合物將1.500gMWNTs加入到300mL摩爾濃度與無(wú)機(jī)納米粒子復(fù)合以實(shí)現(xiàn)兩種物質(zhì)的優(yōu)勢(shì)互2.6mol/L的硝酸(HNO3)中加熱回流40h,然后[4]補(bǔ),使納米纖維的性能得到較大的提高。聚乙用0.45m的微孔過(guò)濾膜過(guò)濾,再用去
4、離子水反烯醇(PVA)和聚氧化乙烯(PEO)是兩種水溶性復(fù)沖洗至濾液的pH值達(dá)到7,干燥后研磨得到純[13]的合成高分子材料,價(jià)廉易得,已有研究者分別對(duì)化的MWNTs(簡(jiǎn)稱PMWNTs)。[5-7]其進(jìn)行了靜電紡絲的研究。多壁碳納米管將2gPMWNTs分別溶于質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.1%的(MWNTs)具有優(yōu)異的力學(xué)、電學(xué)和化學(xué)性能,其SDS水溶液和CTAB水溶液中,混合均勻后室溫獨(dú)特的準(zhǔn)一維管狀分子結(jié)構(gòu),使其成為了理想的下超聲波處理30min,得到經(jīng)表面活性劑修飾的納米纖維增強(qiáng)材料、電子傳導(dǎo)材料及吸附儲(chǔ)氫材MWNTs懸浮液;
5、將0.2gPMWNTs加入到預(yù)先溶[8-10]料。迄今為止,有關(guān)制備MWNTs/PVA/PEO解好的質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.25%的PVA水溶液中,混合均復(fù)合電紡纖維的研究報(bào)道還很少。由于碳納米管勻后室溫下超聲波處理120min,得到PVA表面之間存在很強(qiáng)的范德華力,極易產(chǎn)生纏繞團(tuán)聚,使修飾的MWNTs懸浮液。[11-12]其在復(fù)合材料中很難分散。為此,作者首先1.3靜電紡絲將MWNTs進(jìn)行純化,并采用不同的表面活性劑1.3.1紡絲溶液的配制或聚合物對(duì)其進(jìn)行表面修飾,然后再添加到選用質(zhì)量分?jǐn)?shù)7%的PVA水溶液和質(zhì)量分?jǐn)?shù)PVA
6、/PEO聚合物基體水溶液中,通過(guò)靜電紡絲技2%的PEO水溶液按體積比73混合,得到術(shù)探索MWNTs/PVA/PEO復(fù)合超細(xì)纖維的制備PVA/PEO聚合物基體水溶液。將表面活性劑方法,以期制備出一種新型的納米纖維復(fù)合材料。SDS修飾的MWNTs溶液加入到上述PVA/PEO基體水溶液中,配制成MWNTs質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為1實(shí)驗(yàn)0.5%,1.0%,1.5%的紡絲溶液。紡絲前再超聲1.1原料收稿日期:20091025;修改稿收到日期:20100615。MWNTs:直徑10~20nm,純度95﹪,深圳納作者簡(jiǎn)介:馬
7、彥龍(1964),男,碩士,講師。從事納米功米技術(shù)港有限公司產(chǎn);十六烷基三甲基溴化銨能復(fù)合材料的研究。mayanlong@tyut.edu.cn(CTAB):分析純,新華活性材料研究所產(chǎn);十二基金項(xiàng)目:教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃(NCET04烷基磺酸鈉(SDS):分析純,國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑公0257)。第4期馬彥龍等.靜電紡絲制備MWNTs/PVA/PEO復(fù)合超細(xì)纖維25[15]分散30min。墨化程度提高。對(duì)于PVA修飾的MWNTs/PVA/PEO紡絲溶液采用如下方法配制:將一定量的經(jīng)P
8、VA修飾的MWNTs懸浮液加入到蒸餾水中,以此為溶劑加熱溶解PVA,得到不同含量MWNTs的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7%的PVA水溶液。將此溶液和質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%的PEO水溶液按體積比73混合,配制出MWNTs質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.27%,0.40%,0.53%的紡絲溶液。由該法配出的紡絲液,MWNTs的分散效果更好,紡絲液靜置半年,未見MWNTs有
