靜電紡絲法和氣流．靜電紡絲法制備聚砜納米纖維
納米纖維由于其獨(dú)特性能已引起了科學(xué)界和產(chǎn)業(yè)界的普遍關(guān)注，國內(nèi)外已有大量的研究報(bào)道．納米纖維的制備方法很多，其中電紡是產(chǎn)生聚合物納米纖維的一種直接方法．當(dāng)聚合物溶液或聚合物熔體表面上的電力克服其表面張力時(shí)，帶電射流產(chǎn)生噴射．射流拉伸成一直線至一定距離，然后彎曲，進(jìn)而循環(huán)形或螺旋形路徑行走．靜電力使射流伸長數(shù)千倍甚至數(shù)百萬倍，于是射流變得非常細(xì)．同時(shí)，借溶劑揮發(fā)或熔體冷卻，射流固化為絲條，在適當(dāng)?shù)臈l件下絲條直徑為50．500 nm．所得的納米長纖維通常以無紡布的形式收集于與地線連接的金屬板、纏繞器或其它收集器上．
一種新型靜電紡絲機(jī)，即氣流。靜電紡絲機(jī)(簡稱氣一電紡機(jī))．在原有電紡機(jī)的基礎(chǔ)上，增加氣路系統(tǒng)，應(yīng)用靜電力和氣流與聚合物射流間的摩擦力的合力對(duì)射流進(jìn)行拉伸，得到均勻的納米纖維．同時(shí)，以聚砜為例，研究了高分子材料的靜電紡絲和氣流．靜電紡絲的差同，以及聚砜靜電紡絲中基本過
施加電壓對(duì)納米纖維直徑及直徑分布的影響
當(dāng)其他參數(shù)維持不變時(shí)，45．0kV．在本實(shí)驗(yàn)條件下，隨著電壓從27．5增加至45．0 kV，納米纖維的平均直徑從250 nm降至150 nm．這是由于隨著電壓增加，高分子紡絲溶液的射流有更大的表面電荷密度，因而有更大的靜電斥力，同時(shí)，更高的電場強(qiáng)度使射流獲得更大的加速度．這兩個(gè)因素均能引起射流及形成的纖維有更大的拉伸應(yīng)力，這導(dǎo)致有更高的拉伸應(yīng)變速率，有利于得到更細(xì)的纖維．但是，直徑隨電場的改變不很大．
噴絲孔與收集器之間距離對(duì)納米纖維直徑及直徑分布的影響
當(dāng)其他參數(shù)維持不變時(shí)，不同噴絲頭與收集器之間的距離紡得PSU納米纖維的掃描電鏡照片分別表示的噴絲頭與收集器之間的距離為15 cm和19 cm，隨著噴絲頭與收集器之間的距離增大，所得納米纖維直徑減小．當(dāng)噴絲頭與收集器之間的距離由15 cm增加至19 cm時(shí)，PSU納米纖維的平均直徑由300 rim減小至150 nm．同時(shí)，由于噴絲頭與收集器之間的距離的減小，纖維在噴絲頭與收集器間的飛行距離縮短，纖維的分裂次數(shù)和拉伸倍數(shù)減小，纖維直徑增大．
紡絲原液濃度對(duì)納米纖維直徑及直徑分布的影響
由于高分子溶液的濃度包含了許多紡絲溶液的材料參數(shù)，如表面張力和黏度等．高分子溶液的濃度增加，則使高分子溶液的表面張力和黏度均相應(yīng)地增加，這使得紡絲過程中，氣流拉伸力和靜電力需要克服的阻力增大．在相同條件下，射流的分裂次數(shù)和拉伸倍數(shù)均會(huì)下降，從而得到較粗的纖維．
根據(jù)紡絲原理，在聚合物納米纖維制備的靜電紡絲法的基礎(chǔ)上，發(fā)展了新型聚合物納米纖維的制備方法，即氣流一靜電紡絲法．制備了直徑范圍在50～500 nm之間的PUS納米纖維．氣流．靜電紡絲的過程參數(shù)對(duì)納米纖維直徑有明顯的影響．電壓從27．5增加至45．0 kV時(shí)，納米纖維的平均直徑從250 nm降至150 nm；噴絲頭與收集器之間的距離由19 am減小至15 am時(shí)，PSU納米纖維的平均直徑由150 nm增加至300 nm；PSU／DMAc濃度為10％時(shí)，所得纖維的平均直徑約為130 nm，當(dāng)濃度增加至20％時(shí)，纖維直徑相應(yīng)地增大至250 nm．研究表明，氣流．靜電紡絲法不僅與靜電紡絲法一樣能用于制備聚合物納米纖維，而且所得纖維更細(xì)、更均勻，同時(shí)還提高了紡絲效率．
熔融法紡制聚苯砜纖維的探索研究
由于聚苯砜具有優(yōu)良性能，如強(qiáng)度高、耐化學(xué)藥品和水解穩(wěn)定性好，其可以代替玻璃和金屬部件在許多應(yīng)用領(lǐng)域使用；其突出的阻燃性，也使美國蘇威 Radel RG-5010 PPSU能夠應(yīng)用于航空航天和**設(shè)備中如用作飛機(jī)、飛船的內(nèi)部導(dǎo)管和內(nèi)部板等一1；在醫(yī)療領(lǐng)域，聚苯砜用作可**的外科器具及設(shè)備，自備固定呼吸器等．鑒于目前PPSU的應(yīng)用**于各種形狀的塑料，
美國蘇威 Radel RG-5010 PPSU原料性能分析
隨著溫度的提高，美國蘇威 Radel RG-5010 PPSU的黏度變化程度趨于緩和．所以，適當(dāng)?shù)靥岣邷囟龋梢越档腿垠w黏度對(duì)剪切速率的敏感程度，從而提高熔體黏度的穩(wěn)定性，滿足紡絲要求．I司時(shí)我們還可以看出，PPSU屬于典型的假塑性流體，其熔體的黏度隨剪切速率的增加而降低．考慮到這一因素，在進(jìn)行紡絲時(shí)，可以通過適當(dāng)?shù)靥岣呒羟兴俾蕘斫档腿垠w黏度，以避免使用過高的紡絲溫度，同時(shí)亦降低了原料發(fā)生熱降解的可能性．
聚苯砜紡絲性能研究結(jié)果分析
干燥
紡絲過程對(duì)切片的含水率要求比較高，在進(jìn)行熔融紡絲之前，必須將原料充分地干燥，以確保紡絲過程的順利進(jìn)行．實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)原料在靜態(tài)真空干燥箱中，于160℃進(jìn)行真空于燥10一12 h后，可保證紡絲的順利進(jìn)行．
紡絲溫度及卷繞速度對(duì)紡絲的影響
溫度對(duì)纖維的成型非常重要．從熔融指數(shù)的測試結(jié)果看，不同PPSU原料的適宜紡絲溫度在350一400℃之間．如此高的溫度極易使材料發(fā)生熱降解，出現(xiàn)氣泡，影響紡絲效果，因此需要嚴(yán)格控制紡絲溫度．
美國蘇威 Radel RG-5010 PPSU加工對(duì)纖維性能的影響
牽伸工藝及其對(duì)纖維性能的影響
用自制小牽伸機(jī)對(duì)紡制的PPSU纖維進(jìn)行了熱牽伸，牽伸溫度180℃．結(jié)果顯示5種PPSU纖維的*大牽伸倍數(shù)均為2倍左右．
熱定型
對(duì)美國蘇威 Radel RG-5010 PPSU牽伸絲進(jìn)行定長熱定型，目的是消除其內(nèi)應(yīng)力的同時(shí)盡可能保持纖維的取向度，提高強(qiáng)度，降低熱收縮率．熱定型溫度設(shè)為200℃，時(shí)間為5 min．選取3種不同的PPSU纖維，比較其熱定型前后的纖維強(qiáng)度，測試結(jié)果見表6．從數(shù)據(jù)可以看出，經(jīng)過定長熱定型之后，3種不同的PPSU纖維強(qiáng)度都略有提高，因此可推斷：熱定型使纖維的內(nèi)部缺陷減少，有利于提高纖維性能．
結(jié)論
PPSU樹脂在本實(shí)驗(yàn)條件下具有較好的可紡性，且黏度越小，可紡性越好；所得PPSU纖維具有較好的機(jī)械性能，斷裂強(qiáng)度*高可達(dá)3 cN／dtex以上；經(jīng)過定長熱定型，PPSU纖維的尺寸穩(wěn)定性極好，干熱收縮率低于5％；PPSU纖維的熱穩(wěn)定性優(yōu)異，熱分解溫度與原料相近，*低不小于486℃．