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一种三维结构的静电纺丝纤维及其制备方法

实验指南    2021-09-18 14:13

一、背景

  纤维因为其优异的性质,被应用于餐饮废油的处理中。与传统纺丝相比,利用静电纺丝法制备的纤维膜,具有高比表面积、小直径,成本低廉,制备简单的优点。高聚物中,聚 丙烯(PP)无纺布具有高孔隙率、优良的亲油-疏水性能和可漂浮性,好的扩展能力以及耐酸碱作用,从而能广泛的应用于餐饮废油的处理中。但聚丙烯(PP)无纺布在一定压力作用下, 可能会出现漏油,同时,由于纤维毛细管吸附作用有限,造成油吸附量小。研究表明聚苯乙 烯纤维膜的吸油性能优于聚丙烯(PP)无纺布,聚苯乙烯作为一种热塑性树脂,其价格低廉 且易加工成型,同时具有很好的疏水-亲油性能。由于聚氨酯的结构中有氨基甲酸酯基团, 因此,具有一定的亲水性,通过在聚苯乙烯纺丝液中添加聚氨酯,增加其亲水性和机械性能,利用湿法纺丝,制备具有三维结构的聚苯乙烯纤维。三维结构的聚苯乙烯纤维,具有更高的孔隙率,油吸附性能提高。

二、实验步骤

  (1)为了避免溶剂的挥发,使用密封性好的玻璃瓶配制纺丝液,在室温下,将2 .38g 聚苯乙烯溶于11 .2gN ,N-二甲基甲酰胺中,室温下在多头磁力搅拌器上搅拌24h,获得均一稳定的聚苯乙烯聚合物溶液A;

  (2)将0 .42g聚氨酯加入溶液A中,室温下在多头磁力搅拌器上搅拌12h,获得均一 稳定的纺丝溶液,静置过夜除去气泡后进行静电纺丝,以水为凝固浴,水浴收丝器为接收装置,纺丝溶液的推进速度为4mL/h,电压15kV,接收距离15cm,纺丝0 .5h搅拌一次,共纺丝2h, 得到纤维;

  (3)将制备的纤维放入多孔培养皿中,将多孔培养皿放入真空冷冻干燥机中,分四个阶段进行冷冻干燥,第一阶段:-50℃,12小时,第二阶段:-50℃,16小时,第三阶段:-45 ℃,16小时,第四阶段:-40℃,16小时。