聚氯乙烯電紡纖維的制備、改性及其性能研究.pdf

1、靜電紡絲是制備超細纖維的重要方法。聚氯乙烯（PVC）是世界上第二大通用的聚合物，其電紡纖維有著廣泛的應(yīng)用前景。
　　 本文首先用靜電紡絲技術(shù)制備了聚氯乙烯超細纖維，對纖維進行了增強處理，然后在超細纖維表面接枝了丙烯酸，制備了聚氯乙烯-聚丙烯酸（PVC-g-PAA）離子交換纖維膜，最后研究了超細離子交換纖維膜的吸附性能。具體研究內(nèi)容包括：聚氯乙烯的分子量和濃度、接枝N，N-二硫代氨基甲酸鈉（銅試劑）和紡絲溶劑配比對PVC電紡纖維形

2、態(tài)的影響；溶劑配比、溶劑蒸汽處理時間、熱處理溫度和多壁碳納米管（MWCNTs）對聚氯乙烯電紡纖維膜形態(tài)與力學(xué)性能的影響；紫外引發(fā)和熱引發(fā)聚氯乙烯接枝丙烯酸對其電紡纖維形態(tài)結(jié)構(gòu)與性能的影響；PVC-g-PAA纖維膜對陽離子艷紅染料溶液的吸附性能研究。采用掃描電鏡觀察纖維形貌，采用紅外光譜儀分析接枝效果，使用熱重分析儀分析PVC-ETC纖維熱穩(wěn)定性，使用電子萬能試驗機測試纖維膜的拉伸性能，并使用紫外分光光度計評價PVC-g-PAA纖維膜對陽

3、離子艷紅水溶液的吸附作用。
　　 得出以下主要結(jié)論：
　　 （1）分子量對PVC的靜電紡絲影響很大，增加聚合物的分子量與接枝銅試劑明顯地改善電紡纖維的形態(tài)；同時溶劑配比對PVC的靜電紡絲也有很大影響，隨著DMF量的增加，纖維直徑分布變窄，同時纖維的直徑變小，平均直徑約從2μm減小到300nm。當(dāng)THF與DMF的配比為3：7時，紡絲過程比較穩(wěn)定，同時所得纖維的直徑分布也比較均一。
　　 （2）通過改變紡絲溶劑THF

4、與DMF的配比、溶劑蒸汽處理、熱處理及添加少量多壁碳納米管均可改善PVC纖維膜的力學(xué)性能。溶劑蒸汽處理及熱處理后，纖維之間產(chǎn)生了明顯的粘結(jié)，纖維膜的孔隙率下降。溶劑處理時間與力學(xué)性能的關(guān)系近似呈反“S”形；而PVC纖維膜的力學(xué)性能隨著處理溫度的變化呈“拋物線”分布。當(dāng)MWCNTs含量較低時，其沿纖維軸定向排列，復(fù)合纖維結(jié)晶度與力學(xué)性能明顯改善。MWCNTs含量為3wt％時，PVC纖維膜的拉伸強度和斷裂伸長率均達到最大值，分別為10.23

5、MPa和72.09％。
　　 （3）采用紫外引發(fā)和熱引發(fā)接枝聚合的方法，成功將丙烯酸接枝到PVC及PVC-ETC超細纖維的表面，制備了PVC-g-PAA超細離子交換纖維膜。改性纖維膜的接枝率隨單體濃度和接枝聚合溫度的變化呈拋物線分布。超細纖維經(jīng)接枝后，直徑變粗，纖維表面變得粗糙。
　　 （4）PVC-g-PAA超細離子交換纖維膜對陽離子艷紅染料的吸附性能明顯優(yōu)于純PVC超細纖維，平衡吸附量隨著丙烯酸接枝率的提高而提高。超

6、細纖維膜對陽離子艷紅染料溶液的吸附過程與染料初始濃度、吸附溫度密切相關(guān)；純PVC纖維膜對陽離子染料的吸附過程更加符合Freundlich等溫吸附，而PVC-g-PAA纖維膜的吸附過程更加符合Langmuir等溫吸附。
　　 本論文的特色與創(chuàng)新之處在于：
　　 1、系統(tǒng)研究了PVC電紡性、電紡纖維膜功能化改性及其對陽離子紅染料廢水溶液的吸附行為，為其應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)和參考依據(jù)。
　　 2、率先用靜電紡絲的方法制備了

7、PVC-ETC超細纖維，通過改變銅試劑的接枝程度，改善了PVC的電紡性，隨著銅試劑接枝率的增加，PVC-ETC分子量增加，所得到的電紡超細纖維的形態(tài)也越好。
　　 3、率先研究了熱處理和添加碳納米管對PVC纖維形態(tài)和力學(xué)性能的影響，兩種后處理方法都能顯著改善纖維膜的拉伸強度。
　　 4、率先研究了紫外引發(fā)聚合在PVC-ETC超細纖維表面接枝丙烯酸和熱引發(fā)聚合在PVC超細纖維表面接枝丙烯酸，改性后的PVC纖維膜對陽離子染料