2. 3 纤维形态和结构
试样的纤维表面光滑,未见VC颗粒,粗细均匀,无粘连现象,说明VC和PVA均能很好的溶解在水中形成均匀的纺丝液。5#试样纤维间的粘并现象逐渐明显,且有少量颗粒状VC附在其表面。这是由于VC含量过高时,溶液粘度下降太大,且溶液电导率较大,溶剂在电纺过程中来不及挥发,有部分VC没有与PVA结合而发生了分离。
随着少量VC的加入,纤维直径明显下降, 1试样直径520 nm, 2, 3试样直径分别为281 nm和360 nm;但VC含量继续增加时,纤维直径反而比纯PVA纳米纤维大, 5#试样的直径变为530nm。对比发现,当PVA/VC质量比为100/10及100/20时所得的共混纳米纤维形态最好。
从图4可以看出, PVA的特征吸收峰主要是出现在3 700~3 200cm-1的能形成氢键的O—H伸缩振动强吸收峰和1 100 cm-1附近的C—O伸缩振动峰。加入VC后C—O伸缩振动峰的强度和面积减小,而O—H伸缩峰几乎没有变化。3 700~3 200 cm-1附近的吸收峰主要是由于PVA分子上的羟基相互作用形成了氢键,由于VC分子上也存在大量羟基,所以当加入到PVA溶液后,会破坏PVA分子内和分子间的氢键,但也能形成新的氢键。因此,此峰的强度和面积几乎不变。VC属弱酸性,其分子结构中含有C5O,因此PVA/VC共混纳米纤维在1 940 cm-1处出现较为尖锐的C5O特征吸收峰。
试样曲线可以看出,加入VC后,在2θ为10. 5°处出现了一个弱的衍射峰,且随着VC含量的增加,衍射峰变得越明显。5#试样在2θ为27.8°处出现了一个新的较为尖锐的衍射峰,此为VC的结晶吸收峰,这主要是由于加入的VC过量,有部分没有和PVA发生相互键合。
2. 4 力学性能
纯PVA纳米纤维毡的拉伸强度为678N/cm2,断裂伸长率为36. 4%。PVA/VC共混纳米纤维毡的拉伸强度均比纯PVA纳米纤维毡有所降低,而断裂伸长率明显增大,当共混比为100/20时,断裂伸长率增大到62. 5%,是纯PVA纳米纤维毡的1. 7倍。由纤维微结构分析得知,晶区起了网结构中的网结作用,加入VC后,共混纤维的结晶度降低。因此, PVA/VC共混纤维的拉伸强度减小,断裂伸长率增大。
3·结论
a.PVA质量分数为8%的水溶液中加入质量分数为10% ~40%的VC,在电压18 kV,收集距离18 cm的条件下静电纺丝后均能得到均匀连续的共混纳米纤维。
b.共混溶液剪切粘度随VC含量的增加而降低,电导率随VC含量的增加而增加。
c.当PVA/VC质量比为100/10、100/20时,纤维表面光滑,无粘连现象,静电纺丝速度有明显提高,电纺纳米纤维毡的断裂伸长率增大。
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