聚偏氟乙烯纤维网的制备及性能表征

技术专论

聚偏氟乙烯纤维网的制备及性能表征

田 旭 辛斌杰 靳世鑫 陈卓明

(上海工程技术大学,上海,201620)

摘要: 探讨二甲基甲酰胺/丙酮的质量比对所制备聚偏氟乙烯纤维网物理性能的影响㊂采用静电纺丝工艺制备聚偏氟乙烯纤维网,并测试其微观形貌㊁结晶度㊁热性能㊁防紫外线性能㊁强伸性能和透气性能㊂结果表明:二甲基甲酰胺/丙酮为10/0时,形成致密无孔的聚偏氟乙烯膜;随着混合溶剂中丙酮含量的增加,形成具有孔隙的聚偏氟乙烯纤维网,且纤维网的防紫外线性能㊁透气性能以及热稳定性能显著提高;当二甲基甲酰胺/丙酮为0/10时,无法成网;当二甲基甲酰胺/丙酮为7/3时,聚偏氟乙烯纤维网拥有高的结晶度㊁强力㊂认为:在聚偏氟乙烯纤维网的实际应用过程中,可根据不同的性能需求来选择合适的溶剂配比㊂

关键词: 聚偏氟乙烯;静电纺丝;纤维网;热稳定性;防紫外线性能

中图分类号:T S172 文献标志码:A 文章编号:1000-7415(2018)09-0001-05

P r e p a r a t i o na n dP r o p e r t y C h a r a c t e r i z a t i o no f

P o l y v i n y l i d e n eF l u o r i d eF i b e rW e b

T I A NX u X I NB i n j i e J I NS h i x i n C H E NZ h u o m i n g

(S h a n g h a iU n i v e r s i t y o fE n g i n e e r i n g S c i e n c e,S h a n g h a i,201620)

A b s t r a c t T h e i n f l u e n c e o f d i m e t h y l f o r m a m i d e/a c e t o n em a s s r a t i o o nm e c h a n i c a l p r o p e r t i e s o f p r o d u c e d p o l-y v i n y l i d e n e f l u o r i d e f i b e rw e bw a s d i s c u s s e d.T h e p o l y v i n y l i d e n e f l u o r i d e f i b e rw e bw a s p r e p a r e dw i t h e l e c t r o s t a t i c s p i n n i n gp r o c e s s.I t sm i c r o t o p o g r a p h y,c r y s t a l l i n ed e g r e e,t h e r m a l p r o p e r t y,a n t i-u l t r a v i o l e t p r o p e r t y,b r e a k i n g& e l o n g a t i o na n da i r p e r m e a b i l i t y w e r e t e s t e d.T h e t e s t r e s u l t s s h o w e d t h a t d e n s i f y i n gp o l y v i n y l i d e n e f l u o r i d em e m-b r a n ew a s f o r m e dw i t h o u t p o r e s,w h e n t h e r a t i oo f d i m e t h y l f o r m a m i d e/a c e t o n ew a s10/0.A s t h e i n c r e a s e o f a c e-t o n e c o n t e n t i nm i x e d s o l v e n t,t h e p o l y v i n y l i d e n e f l u o r i d e f i b e rm e m b r a n ew a s f o r m e dw i t h p o r e s.T h e a n t i-u l t r a-v i o l e t p r o p e r t y,a i r p e r m e a b i l i t y a n dt h e r m a l s t a b i l i t y o f f i b e rw e b w e r eo b v i o u s l y i m p r o v e d.W h e nt h er a t i oo f d i m e t h y l f o r m a m i d e/a c e t o n ew a s0/10,t h e f i b e rw e b c o u l dn o t b e f o r m e d.W h e n t h e r a t i oo f d i m e t h y l f o r m a m i d e/ a c e t o n ew a s7/3,t h e p o l y v i n y l i d e n e f l u o r i d e f i b e rm e m b r a n e h a dh i g h e r c r y s t a l l i n e d e g r e e a n d s t r e n g t h.I t i s c o n-s i d e r e d t h a t s u i t a b l e s o l v e n tm i x i n g r a t i o c a nb e s e l e c t e d a c c o r d i n g t o d i f f e r e n t p r o p e r t y r e q u i r e m e n t i n t h e p r a c t i-c a l a p p l i c a t i o no f p o l y v i n y l i d e n e f l u o r i d e f i b e rm e m b r a n e.

K e y W o r d s P o l y v i n y l i d e n eF l u o r i d e,E l e c t r o s t a t i cS p i n n i n g,F i b e r W e b,T h e r m a lS t a b i l i t y,A n t i-u l t r a v i o l e t P r o p e r t y

1 研究背景

聚偏氟乙烯(P o l y v i n y l i d e n eF l u o r i d e,P V D F)具有优良的化学稳定性㊁刚性㊁防紫外线性㊁热稳基金项目:上海高校青年教师培养资助计划(Z Z G C D16028);2016年上海工程技术大学引进人才科研启动基金项目(E3-0501-17-01052)

作者简介:田旭(1995 ),女,在读硕士研究生;辛斌杰,通信作者,教授,x i n b j@s u e s.e d u.c n

收稿日期:2018-04-10定性,是制备隔膜阀㊁超滤膜的重要材料之一[1]㊂聚偏氟乙烯也被应用于锂电池的隔膜材料,同时又由于其自身的高绝缘性以及自熄性被广泛应用于电缆防护等[2]㊂聚偏氟乙烯作为一种聚合物,在功能纺织品上使用较少,特别是在聚偏氟乙烯纳米级纤维的制备与应用方面研究成果较少㊂静电纺丝是将高压静电发生器的正负极分别与纺丝针头和接收装置相连,利用两者之间产生静电场力将聚合物溶液抽出并拉伸,因此静电纺丝技术是制备纳米级纤维的方法之一[3]㊂其中在

=================================================