论文部分内容阅读
静电纺丝是制备碳纳米管/高聚物复合材料的一种简单易行的方法。使用这种方法可以得到直径介于纳米级到微米级之间的复合纤维组成的高聚物纤维毡,通过静电纺制取的碳纳米管/高聚物复合纳米纤维纱,对于丰富静电纺的产品类型,拓展其应用领域有着十分重要的作用。本课题以PA6、MWNTs为原料,利用自制的静电纺丝装置,以静电纺丝技术为主题,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,连续纺丝的时间达到数小时。本文的研究内容主要包括:电压、纺丝高度、卷绕速度和MWNTs含量等纺丝工艺条件对静电纺纤维和纱线的结构与性能的影响、后拉伸工艺对纱线结构和性能的作用。纺丝工艺条件对纱线结构和性能的影响:讨论了电压、纺丝高度、卷绕速度和MWNTs含量对纤维的排列、纤维的结晶度和纱线的力学性能等方面的影响。结果发现:较高的电压和纺丝高度有助于提高纤维的定向排列和纱线力学性能,但当两者过大时,则不利于纱线的连续纺制,同时纤维的排列状态和力学性能也恶化;卷绕速度对于纤维的排列、纱线力学性能的改善有很明显的作用,但过高的卷绕速度对纺丝稳定性有较大的影响。MWNTs的加入对纤维的排列和纱线的力学性能的影响不是很明显,但是,随着MWNTs含量的增加,纤维的结晶度增大,热稳定性提高。优化的工艺条件:由纺丝工艺条件对纤维和纱线的影响,确定了较优的纺丝工艺条件:电压14kV,纺丝高度8cm,纺丝液流量0.08ml/h,以及卷绕速度150rpm。后拉伸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,对初纺纱进行了后拉伸,主要研究了拉伸倍数对纱线结构和性能的影响。结果表明:随着拉伸倍数的增加,纤维的结晶度和纱线的力学性能都有很明显的增加。