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聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)静电纺丝配方参数

实验指南    2022-05-13 09:38

一、背景

聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是一种高熔点的热塑性树脂.其熔点在260℃左右,它原料易得,价格低廉,具备良好的物理机械性、耐热性、耐疲劳性及尺寸稳定性,广泛应用于合成纤维、液体容器及工程领域等。

                    PET结构式

PET纳米纤维的应用领域非常广泛,可用于高温气体过滤、抗菌、二次电池分离等方面。北京火狐官网登录入口科技发展有限公司专注于纳米纤维的制备与应用研究,其合作者产生一系列重要成果。柯惠珍等通过静电纺丝的方法制备了以月桂酸和棕榈酸二元低共熔物(LA-PA)为固液相变材料,聚对苯二甲酸乙二酯(PET)为基体的定形相变复合纤维[1]。Jung等用三氟乙酸和六氟异丙醇溶液为纺丝溶剂,把壳聚糖/PET静电纺纳米纤维均匀沉积到PET纺织品表面上,制成具有抗菌活性和生物相容性的非纺纤维垫[2]。

二、纳米纤维的制备

2.1 仪器和试剂

仪器:SS-3535型静电纺丝装置 (火狐官网登录入口);磁力搅拌器;电子天平;扫描电镜(飞纳G2)。

试剂:PET切片 ( 牌号PET1012 ,火狐官网登录入口);三氟乙酸、二氯甲烷(市售,分析纯);

2.2 PET纳米纤维膜的制备

使用SS-2535静电纺丝装置制备纳米纤维膜。先量取体积比为9:1的三氟乙酸和二氯甲烷混合溶剂,搅拌均匀,将称取的PET切片溶解在混合溶剂中,配成15 %(质量分数)的PET溶液,放置到磁力搅拌器上,搅拌24h,至PET溶解混合均匀。

将溶解分散均匀PET纺丝液注入静电纺丝仪的溶液推进装置中,连接纺丝液与高电压,设定纺丝电压、接收距离、推进速度等纺丝参数,纺丝溶液的推进速度为0.1mm/min,纺丝电压16kV,以覆盖着铝箔的滚筒为接收装置,滚筒的转速为80r/min,喷丝头到滚筒的接收距离15cm。静电纺丝PET纤维薄膜8-10h,得到纤维形态均匀的PET静电纺丝薄膜。将制备得到PET薄膜放置真空烘箱中,烘干,除去薄膜中残余的溶剂。

三、结构表征

    扫描电子显微镜广泛应用于对静电纺纤维表面形貌的观察。在实际的应用中能够有效地反映具有不同表面形貌的静电纺纤维,包括光滑表面、珠串结构、带状结构和粗糙表面等。

    扫描电子显微镜的试样制备可分为两种:对于导电性良好的试样,可以直接用于电镜观察且能够保持其原始形貌;对于不导电或导电性差的试样,则需要对试样表面进行喷金或喷碳处理后才能够用于电镜观察。在具体实验中,当要对试样进行高放大倍数和高分辨率观察时,需要喷金或碳厚度在10nm,而一般情况下厚度在10~30nm范围为宜。

    扫描电镜观察PET纳米纤维形貌 (见Fig1),纤维表面光滑,直径细且形态分布均匀。

Fig. 1 静电纺PET纤维SEM照片(a.溶液静电纺丝纤维,b.熔融静电纺丝纤维)

参考文献

[1]柯惠珍,蔡以兵,魏取福,黄锋林.纺织学报,2012,33(10):1-6

[2].Jung K H;Huh M W;Meng W.Preparation and Antibacterial Activity of PET/chitosan Nanotlbers using An Electrospinning Technique[外文期刊] 2007(05).