静电纺丝制备氯化丁基橡胶纤维及其性能探究

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静电纺丝是利用聚合物溶液或者熔体,在静电场作用下形成射流,从而在电场中受到牵伸变化固化之后形成微纳米结构的纤维的一种技术。当物质的尺寸降到微纳米之后,便会出现一些独特的性质,比如超大的比表面积,大的长径比,特殊的电光学性质等等。在静电纺丝中,通常的材料都是的热塑性塑料,或者是利用一种塑料来与另外一种塑料共混纺丝,以满足某些性能方面的要求。在一些方面上,橡胶是有其独特的性能的,如高弹性,稳定性强等。但是由于橡胶的玻璃化温度低,其电纺纤维在常温下分子链之间缠结回缩能力强,导致常温下纤维结构容易坍塌,于是对橡胶纺丝的研究是比较少的。因此本文在探讨了不同电纺体系下氯化丁基橡胶可纺性下,利用扫描电子显微镜,红外光谱,示差扫描量热仪来分析查看了纤维表面形貌及组成情况。利用万能拉力试验机测试了其力学性能的变化。本论文的研究认为:在单喷丝头体系下,橡胶的可纺性是比较差的,由于溶液性质,在不加入导电剂N,N-二甲基甲酰胺(DMF)情况下无法形成连续纤维,在优化参数到浓度为6%,电压为20KV,接收距离为10cm下可以得到具有一定形貌的橡胶纤维。在正负高压双喷丝头体系下利用滚筒装置收集纤维,综合考虑电压、配比、浓度、接收距离对环氧树脂(EP)-氯化丁基橡胶(CIIR)复合溶液纺丝的影响,其最佳的纺丝工艺参数为:电压在25KV-30KV,配比为EP:CIIR在3:7到5:5,浓度为5%-6%,接收距离在10cm-12cm之间。环氧树脂的加入会使纺丝纤维的形貌发生一些改变,由光滑变为粗糙,一定程度上影响到纺丝纤维膜的疏水性,不加入环氧的纤维膜水接触角为106.5°,随着环氧树脂比例的增大,复合纺丝膜的水接触角先升高到133.3°后降低到120.3°但整体上,复合纺丝膜的水接触角仍比氯化丁基橡胶单纺膜的大。环氧树脂同时会一定程度上提高一些复合纺丝纤维膜的力学性能。酚醛树脂的加入可以使纤维膜进行硫化,酚醛树脂份数加入为17份下,温度为180℃下得到的硫化交联纤维膜力学性能最优。
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