2. 3 纖維形態和結構
試樣的纖維表面光滑,未見VC顆粒,粗細均勻,無粘連現象,說明VC和PVA均能很好的溶解在水中形成均勻的紡絲液。5#試樣纖維間的粘并現象逐漸明顯,且有少量顆粒狀VC附在其表面。這是由于VC含量過高時,溶液粘度下降太大,且溶液電導率較大,溶劑在電紡過程中來不及揮發,有部分VC沒有與PVA結合而發生了分離。
隨著少量VC的加入,纖維直徑明顯下降, 1試樣直徑520 nm, 2, 3試樣直徑分別為281 nm和360 nm;但VC含量繼續增加時,纖維直徑反而比純PVA納米纖維大, 5#試樣的直徑變為530nm。對比發現,當PVA/VC質量比為100/10及100/20時所得的共混納米纖維形態最好。
從圖4可以看出, PVA的特征吸收峰主要是出現在3 700~3 200cm-1的能形成氫鍵的O—H伸縮振動強吸收峰和1 100 cm-1附近的C—O伸縮振動峰。加入VC后C—O伸縮振動峰的強度和面積減小,而O—H伸縮峰幾乎沒有變化。3 700~3 200 cm-1附近的吸收峰主要是由于PVA分子上的羥基相互作用形成了氫鍵,由于VC分子上也存在大量羥基,所以當加入到PVA溶液后,會破壞PVA分子內和分子間的氫鍵,但也能形成新的氫鍵。因此,此峰的強度和面積幾乎不變。VC屬弱酸性,其分子結構中含有C5O,因此PVA/VC共混納米纖維在1 940 cm-1處出現較為尖銳的C5O特征吸收峰。
試樣曲線可以看出,加入VC后,在2θ為10. 5°處出現了一個弱的衍射峰,且隨著VC含量的增加,衍射峰變得越明顯。5#試樣在2θ為27.8°處出現了一個新的較為尖銳的衍射峰,此為VC的結晶吸收峰,這主要是由于加入的VC過量,有部分沒有和PVA發生相互鍵合。
2. 4 力學性能
純PVA納米纖維氈的拉伸強度為678N/cm2,斷裂伸長率為36. 4%。PVA/VC共混納米纖維氈的拉伸強度均比純PVA納米纖維氈有所降低,而斷裂伸長率明顯增大,當共混比為100/20時,斷裂伸長率增大到62. 5%,是純PVA納米纖維氈的1. 7倍。由纖維微結構分析得知,晶區起了網結構中的網結作用,加入VC后,共混纖維的結晶度降低。因此, PVA/VC共混纖維的拉伸強度減小,斷裂伸長率增大。
3·結論
a.PVA質量分數為8%的水溶液中加入質量分數為10% ~40%的VC,在電壓18 kV,收集距離18 cm的條件下靜電紡絲后均能得到均勻連續的共混納米纖維。
b.共混溶液剪切粘度隨VC含量的增加而降低,電導率隨VC含量的增加而增加。
c.當PVA/VC質量比為100/10、100/20時,纖維表面光滑,無粘連現象,靜電紡絲速度有明顯提高,電紡納米纖維氈的斷裂伸長率增大。
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