细菌纤维素苯甲酸酯纳米纤维及其复合材料研究

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本文以热致液晶聚合物细菌纤维素苯甲酸酯(BBC)为研究对象,利用静电纺丝技术制备出BBC纳米纤维和MWNTs/BBC复合纳米纤维,探究了实验参数对纤维形貌的影响,并对纤维的性能进行了研究。主要研究内容如下:  1.利用静电纺丝技术制备了BBC纳米纤维,通过场发射扫描电镜(FESEM)、热重分析仪(TGA)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)等测试方法对纤维的形貌和性能进行了表征。溶液的浓度在4%-6%的时候,可纺性比较好,可以制得形貌均一的带状多孔纤维,纤维截面宽度为2-3μm,截面厚度为100nm-200nm,孔径分布均匀,约为40nm。随着电压的增加,溶液的可纺性变好。溶液导电率的增加同样可以提高溶液的可纺性,并且纤维的尺寸明显变小,纤维的截面宽度由几个微米减小至几百纳米,截面厚度为几十纳米。热分析表明BBC纳米纤维的热稳定性比BBC原料稍有降低。热处理可以提高BBC纳米纤维的结晶性能。单根BBC纳米纤维弹性模量值为104±24GPa。  2.通过静电纺丝制备出MWNTs/BBC复合纳米纤维。通过FESEM、TEM、TGA、AFM、XRD等测试方法对纤维的表面形态和力学性能进行了表征。MWNTs/BBC复合纤维的尺寸与纯BBC纤维相比明显减小。MWNTs的添加使复合纤维的热稳定性能略有提高。MWNTs在MWNTs/BBC复合纤维中沿轴向排列。热处理提高了MWNTs/BBC复合纤维的结晶度。MWNTs含量为7‰的MWNTs/BBC复合纳米纤维的弹性模量可达121±8GPa。
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