纤维素纳米晶体对同轴电纺PMMA-PAN复合纳米纤维性能的影响.pdfVIP

－ 林业工程学报，２０１７，２（２）：１０７ １１３ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｆｏｒｅｓｔｒｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ － ｄｏｉ：１０．１３３６０／ ｊ．ｉｓｓｎ．２０９６ １３５９．２０１７．０２．０１８ 纤维素纳米晶体对同轴电纺ＰＭＭＡ／ ＰＡＮ 复合纳米纤维性能的影响 李超，宦思琪，李庆德，倪晓慧，刘国相，程万里，韩广萍∗ （东北林业大学材料科学与工程学院，生物质材料科学与技术教育部重点实验室，哈尔滨 １５００４０） 摘　 要：采用同轴静电纺丝技术，将酸水解获得的纤维素纳米晶体（ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｓ，ＣＮＣｓ）添加到聚甲基丙 烯酸甲酯（ＰＭＭＡ）／ 二甲基甲酰胺（ＤＭＦ）溶液中作为壳层电纺液，聚丙烯腈（ＰＡＮ）／ ＤＭＦ溶液为核层电纺液，成 功制备出核⁃壳结构的纳米复合纤维。 探讨了ＣＮＣｓ添加量对电纺液的电导率和黏度的影响及同轴复合纤维的 微观形貌、直径分布、结晶特性、热学性能和疏水性能的影响。 结果表明：ＣＮＣｓ添加后电纺液的电导率和黏度有 明显提高，所制备的同轴纳米纤维具有较好的核⁃壳结构，其直径随ＣＮＣｓ加载量的增加而减小，且分布更加集 中；添加高结晶度的ＣＮＣｓ后，复合纤维的结晶性得到明显提高；在热学性能方面，ＣＮＣｓ增强的同轴纳米材料最 大热分解温度为４０２７℃，远高于单纺ＰＭＭＡ和单纺ＰＡＮ纤维以及未添加ＣＮＣｓ的同轴ＰＭＭＡ／ ＰＡＮ纳米材料； 添加亲水性ＣＮＣｓ后，水接触角值由１３００°降低至１１６７°，复合纤维的疏水性能明显下降。 关键词：纤维素纳米晶体；同轴静电纺丝；核⁃壳结构；纳米纤维；微观形貌；热学性能 － － － 中图分类号：ＴＱ３５３　 　 　 文献标志码：Ａ　 　 　 文章编号：２０９６ １３５９（２０１７）０２ ０１０７ ０７ Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｓ ｏｎｔｈｅ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｃｏａｘｉａｌ ｅｌｅｃｔｒｏｓｐｕｎ ＰＭＭＡ／ ＰＡＮｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｎａｎｏｆｉｂｅｒｓ ＬＩ Ｃｈａｏ，ＨＵＡＮ Ｓｉｑｉ，ＬＩ Ｑｉｎｇｄｅ，ＮＩ Ｘｉａｏｈｕｉ，ＬＩＵ Ｇｕｏｘｉａｎｇ，ＣＨＥＮＧ Ｗａｎｌｉ，ＨＡＮ Ｇｕａｎｇｐｉｎｇ∗ （Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮｏｒｔｈｅａｓｔＦｏｒｅｓｔｒｙ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ；Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｂｉｏ⁃ＢａｓｅｄＭａｔｅｒｉａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｈａｒｂｉｎ １５００４０，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｃｏａｘｉａｌ ｅｌｅｃｔｒｏｓｐｉｎｎｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｐｏｌｙ （ｍｅｔｈｙｌ ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ） （ＰＭＭＡ） ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌｓ （ＣＮＣｓ） ｌｏａｄｉｎｇｓ ａｓ ｓｈｅａｔｈ ｆｌｕｉｄ ａｎｄ ｐｏｌｙａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ （ＰＡＮ） ｓｏｌｕｔｉｏｎ ａｓ ｃｏｒｅ ｆｌｕｉｄ ｗａｓ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ ｆｏｒ ｐｒｅｐａｒｉｎｇ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｎａｎｏｆｉｂｒｏｕｓｍａｔｓ． Ｔｈｅ ＣＮＣｓｗｅｒｅ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｆｒｏｍ α⁃ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ ｖｉａ ｓｕｌｆｕｒｉｃ ａｃｉｄ