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高速离心纺丝射流实验装置及PEO纺丝溶液制备方法

更新时间:2025-01-09 工作计划 版权反馈
【摘要】:图7-1高速离心纺丝装置可选用的喷嘴直径有0.1~2 mm等规格,喷嘴长度有1~4 cm等规格,调整电动机转速、选用不同规格的喷嘴即可在不同工艺参数条件下制备PEO纳米纤维。图7-2高速离心纺丝喷嘴高速离心纺丝制备纳米纤维的原材料有很多,其中最为常见的高分子聚合物主要包括聚丙烯腈、聚氧化乙烯、尼龙6、聚偏氟乙烯、聚己内酯等。

高速离心纺丝装置由本实验室人员绘图设计自主研发组装而成,其主要结构由传动电动机、传动轴、纺丝罐、喷嘴、喷嘴盖、收集装置组成,纺丝罐以及喷嘴结构如图7-1所示。纺丝电动机选用直流无刷电动机,其转速可由速度调节装置进行调节,最大转速可达9000 r/min。

图7-1 高速离心纺丝装置

可选用的喷嘴直径有0.1~2 mm等规格,喷嘴长度有1~4 cm等规格,调整电动机转速、选用不同规格的喷嘴即可在不同工艺参数条件下制备PEO纳米纤维。根据正交试验结果,最优结构参数组合的阶梯形喷嘴、锥直形喷嘴、锥形喷嘴和弯管形喷嘴实物如图7-2所示。(www.xing528.com)

图7-2 高速离心纺丝喷嘴

高速离心纺丝制备纳米纤维的原材料有很多,其中最为常见的高分子聚合物主要包括聚丙烯腈、聚氧化乙烯、尼龙6、聚偏氟乙烯、聚己内酯等。实验室选用聚氧化乙烯作为实验材料,主要是因为聚氧化乙烯是一种具有柔软性、高强度的热可塑性的水溶性高分子聚合物,由于其完全溶于水并且具有优异的流变性,即使溶液浓度较低也展现出较好的延展性、可纺性。

实验所用PEO纺丝溶液以PEO粉末(平均摩尔质量为1000000 g/mol)为溶质,以去离子蒸馏水为溶剂在常温常压条件下通过磁力搅拌器进行充分搅拌得到,搅拌时间平均为6h,搅拌时间随着PEO溶液浓度的增加略有延长。为具体研究纺丝溶液参数对纺丝效果的影响,通过改变PEO与去离子蒸馏水的比例配制出质量分数为2%~9%的PEO纺丝溶液,并探究PEO纺丝溶液的流变性随浓度与剪切速率间的变化规律,确定不同浓度PEO纺丝溶液的流变参数。

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