【正题名】:静电法纺制聚酰胺6/66纳米纤维纱及其结构和性能

　　　　【作者】:刘红波

　　　【出版年】:2008

　　　　【页码】:p.1-118

　　　【总页数】:118p

　　【授予学位】:硕士

【授予学位单位】:苏州大学

　　【导师姓名】:潘志娟

　　【研究专业】:纺织材料与纺织品设计

　　　【馆藏号】:Y1304801

　　　【分类号】:TS104.76

　　　【关键词】:纳米纤维纱; 静电纺纤维; 静电纺丝; 聚酰胺6／66

　　【正文语种】:CHI

　　　　【文摘】:当前，静电纺纤维的形态主要有三种形式：无规取向、定向排列和连续纤维束。在静电纺丝的过程中，当使用导电的平板接收屏收集静电纺纤维时，收集屏上得到的是由无规取向的纤维形成的纤维毡，这种纤维集合体可以应用于过滤、组织工程基质、伤口包扎、传感器等领域；定向排列纤维的制备相对比较困难，目前主要是通过添加附加电场或者改变收集屏的形状等方式对纤维施加机械力或电场力来实现。定向排列的纤维可以适用于生物医学、光学、电学、机械制造等领域；连续静电纺纤维束的制备方法相对较少，主要有水浴法、双电极法、滚筒法、加捻法等四种方法。连续的纱线是纺织工业中最常用的原料，制取由纳米级纤维构成的连续纱线，对于丰富静电纺纤维的产品类型，拓展其应用领域具有十分重要的作用。本课题以聚酰胺6／66共聚物为原料，利用自行设计加工的静电纺丝装置，以静电纺丝技术为主体，结合浴液表面收集纤维、拉伸、卷绕等，制备得到了粗细均匀、性能良好、结构稳定的连续的纱线，连续纺丝的时间达数小时。本文的研究内容主要包括：静电纺纳米纤维纱的加工工艺探索、卷绕速度等参数对静电纺纤维和纱线的结构与性能的影响、优化工艺条件下纱线的结构和性能以及后加工工艺对纱线结构和性能的影响。静电纺纳米纤维纱的加工工艺探索：以电压、流量、喷丝头到液面的高度、卷绕速度、浴液浓度、喷丝口内径等为工艺参数，选用L18(37)正交表，进行了6因素3水平的正交试验，以连续纺丝时间作为评价可纺性的标准，分析了各参数对可纺性的影响，得到了初步优化的工艺条件：电压13kv，卷绕速度100rpm，纺丝高度6cm，流量0．06ml／h，浴液浓度9‰，喷丝头内径0．35mm。纺丝高度、浴液浓度、卷绕速度对纱线结构和性能的影响：讨论了纺丝高度、浴液浓度对纤维的排列、纱线和纤维的粗细不匀率、纤维的结晶度、纱线的力学性能等的影响，重点分析了卷绕速度对纤维的结晶度、取向度和纱线的热机械性能及力学性能等的影响。研究发现：较高的纺丝高度有利于静电纺纤维沿纱线轴向平行排列，增加纤维的结晶度，提高纱线的力学性能，但纺丝距离太大，不利于纱线的连续纺制；当浴液的质量百分数为‰时，可获得粗细均匀的纱线，纤维的定向排列程度高；较大的卷绕速度有利于减小纤维的直径，改善纤维的结晶度，提高纱线的力学性能。优化工艺条件下纱线的结构和性能：综合考虑正交试验的结果和纺丝高度等参数对静电纺纳米纤维纱的结构和性能的影响，得到了优化的工艺条件：纺丝电压14kv，纺丝液流量O．06ml／h，纺丝高度9cm，浴液浓度5％o，卷绕速度100rpm，喷丝头的内径0．35mm。在该工艺条件下纺得的纱线表现出均匀的外观、良好的机械性能、较好的稳定性等优点。后加工工艺对纱线结构和性能的影响：为了进一步提高纱线的性能，对初纺纱线进行了后拉伸，研究了加热温度、冷却区长度、拉伸倍数对纱线结构和性能的影响。研究表明：加热温度100℃，冷却区长度60cm以及较大的拉伸倍数能够有效地改善纱线的结构和性能，纱线的断裂强度最大可达到2．95cN／dtax、断裂伸长率为19．1％。